3.5二力平衡的條件（講義）（解析版）

浙教版七年級下冊第三章第5節(jié)二力平衡【知識點分析】一.二力平衡1.一對平衡力：當(dāng)一個物體受到兩個力的作用可以保持平靜止或勻速直線運動時，這兩個力也叫一對平衡力2.二力平衡的條件探究：（1）大小相等：受力平衡要力的大小相等（2）方向相反：對于一個物體的兩個力方向相反才能平衡（3）作用在同一直線上：作用在同一直線上的兩個力才能平衡（4）作用在同一物體上：滿足以上三個條件的力還得作用在同一物體上。3.一對平衡力與相互作用力【例題分析】一、單選題1．探究“同時作用在一個物體上，沿同一直線方向相同的二個力的合成”的實驗過程中，部分情景如圖所示，下列說法錯誤的是（）A．實驗中，前后兩次同一根橡皮筋伸長的長度相同，這是采用控制變量法B．根據(jù)實驗現(xiàn)象可以發(fā)現(xiàn)此情境下兩個力的合力方向與任何一個力方向相同C．實驗中可以發(fā)現(xiàn)此情景下兩個力的合力大小大于任何一個力D．如果將F1，F(xiàn)2同時作用在橡皮筋上，而F作用在彈性繩上，則無法完成實驗探究【答案】A【解析】A．探究同一直線方向相同的二個力的合成實驗，應(yīng)采用等效替代法，保證一個力的作用效果與幾個力的作用效果相同，故A錯誤，符合題意；B．由實驗現(xiàn)象可知，同一直線上方向相同的兩個力的合力，合力方向與任何一個力方向相同，故B正確，不符合題意；C．由實驗可知，合力和兩個分力的關(guān)系為F=F1+F2，,兩個力的合力大小大于任何一個力，故C正確，不符合題意；D．橡皮筋和橡皮繩是不同的彈性物體，伸長到相同長度時所用力的大小一般是不同的，不能說F就是F1、F2的合力，無法完成實驗探究，故D正確，不符合題意。2．在學(xué)習(xí)了彈簧測力計后，小李同學(xué)正在利用彈簧測力計測量一個金屬塊的重力，如圖所示，下列說法正確的是（）A．彈簧測力計不能測量斜向的力B．讀數(shù)時，金屬塊受到的力的合力為0C．該彈簧測力計的分度值為0.1ND．此時彈簧測力計的示數(shù)為2.2N【答案】B【解析】A．彈簧測力計使用時可以是豎直放置，也可以水平或傾斜使用，只要拉力和彈簧測力計的外殼保持平行即可，故A錯誤；B．彈簧測力計測量拉力的大小時，為了使測量結(jié)果更準(zhǔn)確，要控制被測物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，此時物體受到的合力為0，故B正確；C．由圖可知，0~1N之間有5個小格，彈簧測力計的分度值為0.2N，故C錯誤；D．彈簧測力計的分度值為0.2N，彈簧測力計的示數(shù)為2.4N，故D錯誤。3．如圖，放在水平面上物體受到水平力F1=9N和F2=4N的作用時，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果只將F1撤去，下列說法正確的是（）A．將向左運動 B．將向右運動C．所受合力為零 D．所受摩擦力方向不變【答案】C【解析】當(dāng)物體受到兩個水平推力F1=9N和F2=4N的作用時，處于靜止?fàn)顟B(tài)，物體在水平方向上受到平衡力的作用，由力的平衡，此時的摩擦力大小為f=F1-F2=9N-4N=5N方向水平向左，即物體的最大靜摩擦力不小于5N。如果只將F1撤去后，物體受到水平向左的4N的力作用，此力小于最大靜摩擦力，則此時物體將處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時所受摩擦力大小為4N，方向與F2的方向相反，即物體所受摩擦力方向右；因物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，故所受合力為0，故ABD不正確，C正確。4．蕩秋千是兒童喜愛的一項體育運動，當(dāng)秋千蕩到最高點時，關(guān)于小孩受力和運動情況的說法，正確的是（）A．小孩受到的合力為零B．若繩子突然斷開，小孩將沿著所示的方向運動C．若繩子突然斷開，小孩將沿著所示的方向運動D．若小孩受到的外力突然都消失，他將做勻速直線運動【答案】C【解析】A．當(dāng)秋千蕩到最高點時，受重力，繩的拉力，小孩并不是處于平衡狀態(tài)，因此受到的合力不為零，故A錯誤；BC．當(dāng)秋千蕩到最高點時，小孩子處于“瞬間靜止”狀態(tài)，此時若繩子突然斷開，小孩只受重力的作用，因此他將沿著所示a的方向運動，故B錯誤、C正確；D．當(dāng)秋千蕩到最高點時，小孩子處于“瞬間靜止”狀態(tài)，若小孩受到的外力突然都消失，他將保持靜止，故D錯誤。5．重力為1.1N的小球，豎直向上拋出，上升和下降過程中受到空氣的阻力都是0.2N，小球在上升和下降時受到的合力的大小和方向正確的是（

）A．上升時大小為1.3N，方向豎直向下，下降時大小為0.9N，方向豎直向上B．上升時大小為1.3N，方向豎直向下，下降時大小為0.9N，方向豎直向下C．上升時大小為0.9N，方向豎直向下，下降時大小為1.3N，方向豎直向上D．上升時大小為1.3N，方向豎直向上，下降時大小為0.9N，方向豎直向下【答案】B【解析】小球受到豎直向下的重力G=1.1N，阻力f=0.2N，小球上升時，阻力豎直向下，小球受到的合力F合=G+f=1.1N+0.2N=1.3N重力方向豎直向下，阻力方向豎直向下，則合力方向豎直向下，小球下降時，阻力豎直向上，小球受到的合力F合=G-f=1.1N-0.2N=0.9N所以小球受到的合力豎直向下，故B符合題意，ACD不符合題意。6．甲、乙兩個物體（）在起重機鋼繩的牽引下豎直向上運動，們的s-t圖像如圖所示，則（）A．乙受到的合力較大 B．甲受到的合力較大C．甲受到的鋼索拉力較大 D．甲、乙受到鋼索拉力相等【答案】D【解析】AB．由圖像可知，甲乙都做勻速運動，處于平衡狀態(tài)，所以受到的合力都為0，故AB不符合題意；CD．由于甲乙都做勻速運動，所以甲乙所受的拉力與物體重力相等，因為，所以甲乙受到的鋼索拉力相等，故C不符合題意，D符合題意。7．如圖所示，兩匹馬各用1000N的力沿完全相反的方向拉一彈簧測力計，設(shè)此時彈簧測力計的示數(shù)為F1，彈簧測力計所受的合力為F2，則（）A．F1=1000N，F(xiàn)2=0 B．F1=F2=2000NC．F1=F2=1000N D．F1=0，F(xiàn)2=1000N【答案】A【解析】因為彈簧是在1000N的拉力下被拉長的，所以彈簧測力計的示數(shù)F1為1000N；又因為彈簧測力計處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以這兩個力是平衡力，因此彈簧測力計所受的合力F2為0N。故A符合題意，BCD不符合題意。8．如圖所示，用細(xì)線將物體A懸掛在頂板上，B物體放在水平地面上。A、B間有一勁度系數(shù)為100N/m的輕彈簧（勁度系數(shù)為100N/m，即該彈簧每受到100N的力，壓縮或伸長1m），此時彈簧壓縮了2cm。已知細(xì)線受到的拉力為3N，地面對B的支持力為5N，則A、B兩物體的重力分別是（）A．1N和7NB．5N和3NC．7N和3ND．5N和7N【答案】B【解析】由題意可知，彈簧壓縮了2cm，則彈簧的彈力為對物體A受力分析可知，物體A受到向上的彈簧的彈力F彈，細(xì)線對物體A向上的拉力F拉，向下的重力GA，因物體A處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，有解得物體A的重力為對物體B受力分析可知，物體B受到向下的重力GB，向下的彈簧彈力F彈，地面對物體B向上的支持力F支，因物體B處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，有解得物體B的重力為故可知ACD不符合題意，B符合題意。9．如圖所示，將一木塊放在彈簧上，用手壓木塊，彈簧被壓縮。松開手，木塊豎直向上飛起直到最高點。下列說法正確的是（）A．手壓木塊時，手對木塊的壓力與彈簧對木塊的支持力是一對平衡力B．彈簧恢復(fù)原狀過程中，物體豎直向上做加速運動C．木塊在剛離開彈簧時，所受合力方向已經(jīng)豎直向下D．木塊到達最高點時，處于靜止?fàn)顟B(tài)【答案】C【解析】A．手壓木塊時，手對木塊豎直向下的壓力、木塊豎直向下的重力與彈簧對木塊豎直向上的支持力構(gòu)成平衡力，壓力小于支持力，不是一對平衡力，故A錯誤；B．彈簧恢復(fù)原狀過程中，彈簧對物體的彈力先大于物體的重力，然后等于物體的重力，最后小于物體的重力，所以物體豎直向上先做加速運動，再做減速運動，故B錯誤；C．木塊在剛離開彈簧時，當(dāng)物體只受到重力作用，所以合力方向豎直向下，故C正確；D．木塊到達最高點時，物體只受到重力作用，受到非平衡力的作用，不是平衡狀態(tài)，所以木塊不是靜止的，故D錯誤。10.如圖表示作用在同一直線上的兩個力，F(xiàn)1=6牛，F(xiàn)2=4牛，則它們的合力大小和方向是（）A．10牛，方向與F2方向相同 B．10牛，方向與F1方向相同C．2牛，方向與F2方向相同 D．2牛，方向與Fl方向相同【答案】D【解析】由于這兩個力是同一直線上的方向相反的兩個力，所以它們的合力大小等于兩個力之差，方向與較大的力相同，即大小是F=F1-F2=6N-4N=2N方向與F1方向相同，故D符合題意，ABC不符合題意。11．如圖所示，是無人駕駛汽車在平直公路上勻速行駛的情景，下列說法正確的是（）A．汽車向前運動的過程中牽引力小于阻力B．汽車向前運動的過程中牽引力大于阻力C．汽車的重力和地面對汽車的支持力是一對平衡力D．汽車對地面的壓力和汽車的重力是一對相互作用力【答案】C【解析】AB．汽車在平直公路上勻速行駛時處于平衡狀態(tài)，在水平方向上受到的阻力、牽引力是一對平衡力，所以水平方向上阻力等于牽引力，故AB錯誤；C．汽車受到的重力和地面對汽車的支持力兩個力大小相等、方向相反，作用在同一個物體上，是一對平衡力，故C正確；D．汽車對地面的壓力和汽車的重力方向相同，不是相互作用力，故D錯誤。12．如圖所示，滑雪者愛好者正在雪地上滑行，下列說法正確的是（）A．用撐桿撐地進行加速，利用了力的相互作用B．穿上滑雪板，是為了減小對雪地的壓力C．滑雪板對雪地的壓力大于雪地對滑雪板的支持力D．滑雪板受到的重力和雪地對滑雪板的支持力是一對平衡力【答案】A【解析】A．他用撐桿撐地時，給地一個力的作用，同時地面也給撐桿一個反作用力，使運動員加速前進，這是利用了力的相互作用，故A正確；B．運動員穿上滑雪板，是增大受力面積，以減小對雪地的壓強，故B錯誤；C．雪地對滑雪板的支持力和滑雪板對雪地的壓力是一對相互作用力，滑雪板對雪地的壓力等于雪地對滑雪板的支持力，故C錯誤；D．雪地對滑雪板的支持力等于滑雪板和人受到的重力之和，故滑雪板受到的重力和雪地對滑雪板的支持力大小不相等，所以不是一對平衡力，故D錯誤。13．定期體檢是保證中小學(xué)學(xué)生健康的最有效手段之一，如圖是體檢時測量身高體重的情景，下列說法正確的是（）A．人對臺秤的壓力和臺秤對人的支持力是一對平衡力B．人對臺秤的壓力就是人的重力C．臺秤所受的重力和地面對臺秤的支持力是一對平衡力D．地面對臺秤的支持力和臺秤對地面的壓力是一對相互作用力【答案】D【解析】A．人對臺秤的壓力和臺秤對人的支持力是作用在不同物體上的兩個力，所以不是一對平衡力，故A錯誤；B．人對臺秤的壓力，施力物體是人，受力物體是臺秤；人受到的重力的施力物體是地球，受力物體是人。兩個力的施力物體和受力物體都不相同，所以這兩個力不是同一個力，故B錯誤；C．地面對臺秤的支持力等于臺秤和人的總重力，故臺秤所受的重力和地面對臺秤的支持力大小不相等，不是一對平衡力，故C錯誤；D．地面對臺秤的支持力和臺秤對地面的壓力同時作用在臺秤和地面上，是一對相互作用力，故D正確。14．在水平面上有甲、乙兩個物體，某段時間內(nèi)其路程—時間圖像如圖所示。則這段時間內(nèi)甲、乙兩物體在水平方向上的受力情況可能是（）A．兩物體都受平衡力作用 B．兩物體都受非平衡力作用C．甲受平衡力作用，乙受非平衡力作用 D．甲受非平衡力作用，乙受平衡力作用【答案】A【解析】由圖像可知，甲通過的路程與時間成正比，乙靜止不動，因此甲做勻速直線運動，乙處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以甲、乙都受平衡力作用，故A符合題意，BCD不符合題意。15．在港口的集裝箱碼頭上，吊車正吊著集裝箱勻速上升（如圖）。下列說法中正確的是（）A．集裝箱受到的重力和它對鋼絲繩的拉力是一對平衡力B．集裝箱受到的重力和鋼絲繩對它的拉力是一對平衡力C．集裝箱受到的重力小于鋼絲繩對它的拉力，合力方向豎直向上D．集裝箱以0.1m/s勻速上升時受到的拉力小于它以0.2m/s勻速上升時受到的拉力【答案】B【解析】A．集裝箱受到的重力和它對鋼絲繩的拉力這兩個力的方向相同，且兩力作用在不同物體上，不是平衡力，故A錯誤；B．集裝箱受到的重力和鋼絲繩對它的拉力滿足二力平衡的條件，是一對平衡力，故B正確；C．集裝箱勻速上升受到的力是平衡力，平衡力的合力為零，故C錯誤；D．集裝箱以0.1m/s勻速上升和以0.2m/s勻速上升時受到的拉力與重力都是一對平衡力，所以兩種情況受到拉力相等，故D錯誤。16．騎單車出行，是一種時尚又環(huán)保的生活方式．小胖子就非常喜歡騎自行車，如圖所示，當(dāng)小胖子在平直路面上勻速向前騎行時，以下說法正確的是（）A．自行車受到的動力大于自行車受到的阻力B．小胖子和車受到的重力與地面對小胖子和車的支持力是一對平衡力C．若自行車停下，慣性就消失了D．自行車受到地面的支持力與小胖子對自行車的壓力之差大于自行車受到的重力【答案】B【解析】A．在平直路面上勻速向前騎行時，自行車受到的動力與自行車受到的阻力是一對平衡力，大小相等，故A錯誤；B．把人和車看做一個整體，人和車受到的重力與地面對人和車的支持力符合二力平衡的四個條件，是一對平衡力，故B正確；C．一切物體都有慣性，當(dāng)自行車靜止時，同樣具有慣性，故C錯誤；D.自行車受到地面的支持力與小胖子對自行車的壓力之差等于自行車受到的重力，D錯誤。17．小球G靜止放在光滑車廂的底板上（設(shè)車廂底板足夠長），如圖所示。當(dāng)車廂受到水平向左的力作用時，車廂從靜止開始在水平面上做加速運動。則車廂在運動過程中，小球G對地面的運動情況是（）A．做與車廂同方向的加速直線運動B．做與車廂反方向的加速直線運動C．勻速直線運動D．處于靜止?fàn)顟B(tài)【答案】D【解析】對小球受力分析可知，車內(nèi)的小球只受豎直方向的重力和支持力，這兩個力是一對平衡力，小球所受合外力為零，所以無論車廂如何運動，小球相對于地面仍然處于靜止?fàn)顟B(tài)。故ABC不符合題意，D符合題意。18．如圖，A、B兩物塊疊放在水平桌面上保持靜止。圖中分別給出了A、B的受力示意圖，下列說法正確的是（）A．GA與F2是一對平衡力B．F2與F1是一對平衡力C．F1與F3是一對作用力與反作用力D．F2與GA、F1兩個力的合力是一對作用力與反作用力【答案】C【解析】由圖知，A物塊受到向上的支持力F2、向下的重力GA、B對A向下的壓力F1；B物塊受到向上的支持力F3和向下的重力GB。A．A物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，由圖示和力的平衡條件可得：，則GA與F2的大小不等，所以GA與F2不是一對平衡力，故A錯誤；B．A物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，由力的平衡條件可得：，則F2與F1的大小不等，所以F2與F1不是一對平衡力，故B錯誤；C．B對A有向下的壓力F1，因力的作用是相互的，則A對B有向上的支持力F3，所以F1與F3是一對作用力與反作用力，故C正確；D．以A為研究對象，A物塊在水平桌面上保持靜止，受力平衡；GA、F1兩個力的合力方向向下，合力的大小，則可知F2與GA、F1兩個力的合力大小相等、方向相反、作用在同一條直線上，均作用在A物塊上，所以是一對平衡力，不是一對相互作用力，故D錯誤。19．如圖所示，將一木塊放在彈簧上，用手壓木塊，彈簧被壓縮。松開手，木塊豎直向上飛起直到最高點。下列說法正確的是（）A．木塊到達最高點時，受到重力、彈力作用B．手壓木塊時，木塊受到壓力、彈力、重力作用C．木塊在沒有離開彈簧前，所受彈力方向豎直向下D．手壓木塊時，手對木塊的壓力與彈簧對木塊的支持力是一對平衡力【答案】B【解析】A．木塊上升到最高點時，受到重力作用，不受其它力的作用，故A錯誤；BD．手壓木塊時，木塊受到重力、壓力和彈力（彈簧的支持力），這三個力平衡。手對木塊的壓力小于彈簧對木塊的支持力，所以這兩個力不是一對平衡力，故B正確，D錯誤；C．木塊在沒有離開彈簧前，彈簧被壓縮，所以木塊受彈力方向豎直向上，故C錯誤。20．如圖所示，一個滑雪運動員沿著斜坡勻速向下滑行，下列說法正確的是（）A．運動員所受的重力與斜坡對運動員的支持力是一對平衡力B．運動員所受的重力與運動員對斜坡的壓力是一對平衡力C．運動員所受的摩擦力與運動員所受的重力是一對相互作用力D．運動員對斜坡的壓力與斜坡對運動員的支持力是一對相互作用力【答案】D【解析】A．運動員所受的重力方向豎直向下，斜坡對運動員的支持力的方向垂直斜面向上，故該兩力的方向不在同一條直線上，不是一對平衡力，故A錯誤；B．運動員所受的重力與運動員對斜坡的壓力不在同一條直線上，也沒有作用在同一個物體上，不是一對平衡力，故B錯誤；C．運動員所受的摩擦力方向平行與斜面向上，運動員所受的重力方向豎直向下，故該兩力的方向不在同一條直線上，也作用在同一個物體上，不是一對相互作用力，故C錯誤；D．運動員對斜坡的壓力與斜坡對運動員的支持力，符合相互作用力的條件，是一對相互作用力，故D正確。21．如圖所示，在水平課桌上放一本書，下列哪兩個力是一對相互作用力（）A．書對地球的吸引力和地球?qū)ψ雷拥奈．桌面對書的支持力和書對桌面的壓力C．書所受的支持力和書的重力D．書的重力和書對桌面的壓力【答案】B【解析】A．書對地球的吸引力和地球?qū)ψ雷拥奈Υ笮〔幌嗟?，不符合相互作用力的條件，不是一對相互作用力，故A不符合題意；B．桌面對書的支持力和書對桌面的壓力，符合相互作用力的條件，是一對相互作用力，故B符合題意；C．書所受的支持力和書的重力是作用在同一個物體上的兩個力，是一對平衡力，不是一對相互作用力，故C不符合題意；D．書的重力和書對桌面的壓力，方向相同，不符合相互作用力的條件，不是一對相互作用力，故D不符合題意。22．如圖所示，物體在水平拉力F的作用下沿水平桌面勻速向右運動，下列說法中正確的是（）A．物體所受拉力和重力是一對平衡力B．物體所受重力和桌面對物體的支持力是一對平衡力C．桌面對物體的支持力和物體對桌面的壓力是一對平衡力D．桌面對物體的支持力和物體受到的摩擦力是一對平衡力【答案】B【解析】根據(jù)題意知道，物體在水平拉力F的作用下沿水平桌面勻速向右運動，在水平方向上物體所受的拉力和物體受到的摩擦力大小相等、方向相反、作用在同一條直線上、作用在同一個物體上，是一對平衡力；在豎直方向上物體所受重力和桌面對物體的支持力大小相等、方向相反、作用在同一條直線上、作用在同一個物體上，是一對平衡力；A．物體受到的拉力方向水平向右，而重力方向豎直向下，即物體所受拉力和重力不在同一直線上，不是一對平衡力，故A錯誤；B．物體的重力是作用在物體上的力，支持力也是作用在這個物體上的力，這兩個力大小相等、方向相反且作用在同一直線上，所以，這兩個力是一對平衡力，故B正確；C．桌面對物體的支持力是作用在物體上的力，物體對桌面的壓力是作用在桌面上，不是作用在同一個物體上，故不是一對平衡力，故C錯誤；D．物體所受的支持力的方向豎直向上，摩擦力的方向水平向左，所以，二力不是一對平衡力，故D錯誤。23．“春分”是二十四節(jié)氣之一，我國多地有春分玩豎蛋游戲的習(xí)俗，故有“春分到，蛋兒俏”的說法。如圖所示，和雞蛋所受重力是一對平衡力的是（）A．桌子對地球的吸引力 B．雞蛋對桌面的壓力C．桌面對雞蛋的支持力 D．雞蛋對地球的吸引力【答案】C【解析】A．桌子對地球的吸引力作用在地球上，雞蛋所受重力作用在雞蛋上，且二力大小不相等，所以二力不是一對平衡力，故A不符合題意；B．雞蛋對桌面的壓力作用在桌子上，雞蛋所受重力作用在雞蛋上，二力作用在兩個物體上，且方向相同，不是一對平衡力，故B不符合題意；C．桌面對雞蛋的支持力和雞蛋所受重力大小相等、方向相反、作用在同一直線上、作用在同一物體上，是一對平衡力，故C符合題意；D．雞蛋對地球的吸引力作用在地球上，雞蛋所受重力作用在雞蛋上，二力作用在兩個物體上，是一對相互作用力，不是一對平衡力，故D不符合題意。24．為研究二力平衡的條件，王瑞將木塊替換為一塊長方形硬紙板，在對角的頂點附近各開一個小孔，用細(xì)線系住，細(xì)線的另一端繞過桌邊的滑輪各懸掛一個托盤，盤中各放一個等質(zhì)量的鉤碼，如圖所示。關(guān)于這個實驗，下列說法中正確的是（）①使用硬紙板替換木塊可以減少摩擦力對實驗結(jié)果的影響②為了使實驗效果明顯，應(yīng)選擇質(zhì)量較大的硬紙板③調(diào)整兩邊的鉤碼數(shù)量，是為了研究大小不相等的兩