3.5 二力平衡的条件（解析版）

3.5二力平衡的条件知识点一、二力平衡一个物体在两个力的作用下，如果保持静止或匀速直线运动状态，就说明这两个力是平衡的知识点二、二力平衡的条件作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且作用在同一条直线上，那么这两个力就相互平衡知识点三、平衡力与相互作用力的比较异同一对平衡力相互作用力相同点大小相等大小相等方向相反方向相反在同一条直线上在同一条直线上不同点作用在同一物体上作用在不同物体上一个力消失，另一个力可以存在两个力同时存在，同时消失两个力的性质可以不同两个力的性质一定相同知识点四、力的合成定义：作用在质点上的几个力共同作用时产生效果如果与某一个力F的效果相同，那么这个力F就叫做几个力的合力。（注：合力并不是物体真实受到的力）（1）同一直线上方向相同的两个力F1，F2的合力F合=F1+F2，且方向与这两个力方向相同。（2）同一直线上方向相反的两个力F1，F2且F1>F2，则这两个力的合力F合=F1-F2，方向与较大的那个力相同。（3）同一直线上有方向相同相反的三个力，F1，F2，F3，若F1=F2+F3，此时向左的作用效果等效于向右的作用效果，所以此时物体处于平衡状态。（2023秋•北仑区校级期中）第30届奥运会将于2012年7月27日在伦敦开幕，中国女排现正在紧张的备战中．下列与打排球有关的科学问题，其中说法不正确的是（）A．发球后，球在运动过程中，仍受重力作用 B．传球后，球在上升到最高点时，处于平衡状态 C．扣球时，手感觉有点痛，说明力的作用是相互的 D．拦网时，球被弹回，说明力可以改变物体的运动状态【解答】解：A.发球后，球在运动过程中只受重力作用，不再受到手对球的力的作用，故A正确；B.球在上升到最高点时，只受重力作用，受到的力不是平衡力，故不处于平衡状态，故B错误；C.扣球时，手给球一个力，球给手一个反作用力，所以手感觉有点痛，说明力的作用是相互的，故C正确；D.拦网时，球受到了力，球被弹回，运动状态变了，说明了力可以改变物体的运动状态，故D正确。故选：B。（2023春•温州校级期中）学校组织了“文史理不分家”的跨学科项目化学习，让同学们通过收集资料的过程进一步提高对于力学的认识和思考。踢毽子起源于汉代，《事物纪原》记载：“今小儿以铅锡为钱，装以鸡羽，呼为毽子，三四成群走踢……”.毽子被踢出后的运动轨迹如图所示，则毽子（）A．在上升过程中受到平衡力的作用 B．上升到最高点时受到平衡力的作用 C．在下落过程中受到平衡力的作用 D．在落地后受到平衡力的作用【解答】解：AC、毽子在上升和下落过程中运动方向和速度不断变化，处于非平衡状态，受到非平衡力的作用，故AC错误；B、毽子上升到最高点时，只受重力作用，所以受力不平衡，故B错误；D、毽子在落地后，处于静止状态，所以受平衡力作用，故D正确。故选：D。（2023春•拱墅区期末）下列四种情形中，属于二力平衡的是（）A． B． C． D．【解答】解：A、图中两个力虽然大小相等、方向相反、在同一直线上，但是两个力是作用在两个物体上，故不是平衡力，故A不合题意；B、图中两个力大小相等、方向相反、在同一直线上，还作用在同一物体上，故是一对平衡力，故B符合题意；C、很显然，图中两个力大小不等，故不是平衡力，故C不合题意；D、图中两个力虽然大小相等、方向相反、作用在同一物体上，但两个力不在同一直线上，故不是平衡力，故D不合题意；故选：B。（2023春•瑞安市校级月考）小明同学通过新闻了解到：随着旅美20周年的大熊猫“丫丫”的归国，熊猫成了大家的一个共同的话题。下面是小明搜集的一些熊猫话题。大熊猫活泼好动，如图是大熊猫在木杆上玩要的情况。当熊猫静止时，下列各对力中属于平衡力的是（）A．熊猫所受的重力和木杆所受的重力 B．熊猫对木杆的压力和熊猫所受的重力 C．木杆对熊猫的支持力和熊猫所受的重力 D．熊猫对木杆的压力和木杆对熊猫的支持力【解答】解：A、熊猫所受的重力，受力物是熊猫；木杆所受的重力，受力物物是木杆，二力不是作用在一个物体上，因此不是一对平衡力，故A错误；B、熊猫对木杆的压力，受力物是木杆；而熊猫所受的重力，受力物是熊猫，二力不是作用在一个物体上，因此不是一对平衡力，故B错误；C、木杆对熊猫的支持力和熊猫所受的重力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，是一对平衡力，故C正确；D、熊猫对木杆的压力和木杆对熊猫的支持力符合相互作用力的条件，因此是一对相互作用力，不是一对平衡力，故D错误。故选：C。（2022秋•鄞州区期末）如图所示，水平地面上静止叠放着A、B两物体，物体A上表面受到一竖直向下的压力F，下列说法正确的是（）A．A物体受到的支持力与B物体受到的压力是一对相互作用力 B．A物体受到的重力与A物体受到的支持力是一对平衡力 C．B物体受到的支持力大小等于物体A和物体B的总重力 D．B物体受到A对它的压力大小与F的大小相同【解答】解：A、B对A的支持力和A对B的压力是相互作用力，所以A物体受到的支持力与B物体受到的压力是一对相互作用力，故A正确；B、A物体受到3个力，压力F和A竖直向下的重力，竖直向上的支持力，A物体受到的重力与压力F之和等于A物体受到的支持力（即GA+F＝FB支持A），所以A物体受到的重力与A物体受到的支持力不是一对平衡力，故B错误；C、把A、B两物体看作一个整体，整体受到地面向上的支持力、向下的总重力和向下的压力F，由于整体静止，所以整体受到的支持力（即B物体受到的支持力）等于物体A和物体B的总重力加上压力F，故C错误；D、B物体受到A对它的压力等于B对A的支持力（它们为相互作用力），则根据B项解答可知，B物体受到的压力为GA+F，故D错误。故选：A。（2023春•开化县校级月考）在图中，属于平衡力的是（）A．B． C． D．【解答】解：A、图中两个力虽然大小相等，但不在同一直线上，故不是平衡力；A错误。B、图中两个虽然大小相等，方向相反，在同一直线上，却不是作用在一个物体，故不是平衡力，B错误；C、图中两个力虽然大小相等，方向相反，但不在同一直线上，故不是平衡力；C错误。D、图中两个力同时满足了二力平衡的四个条件，故是平衡力，D正确。故选：D。（2023春•临平区月考）静止放置在水平桌面上的西瓜，如图所示，下列属于一对平衡力的是（）A．西瓜的重力与西瓜对桌面的压力 B．西瓜的重力与西瓜对地球的吸引力 C．西瓜的重力与桌面对西瓜的支持力 D．西瓜对桌面的压力与桌面对西瓜的支持力【解答】解：A．西瓜的重力与西瓜对桌面的压力，方向都是竖直向，它们方向不相反，不是一对平衡力，故A错误；B．西瓜的重力作用在西瓜上，西瓜对地球的吸引力作用在地球上，二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，作用在两个物体上，是一对相互作用力，故B错误；C．西瓜的重力与桌面对西瓜的支持力，二力大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上，是一对平衡力，故C正确；D．西瓜对桌面的压力与桌面对西瓜的支持力，二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，作用在两个物体上，是一对相互作用力，故D错误。故选：C。（2023春•长兴县校级期中）用电线将电灯吊在天花板上，下述中属于相互作用力的是①；属于平衡力的是④。（填序号）①电灯对电线的拉力和电线对电灯的拉力②电线对电灯的拉力和电线对天花板的拉力③电灯受到的重力和电灯对电线的拉力④电灯受到的重力和电线对电灯的拉力【解答】解：①电灯对电线的拉力和电线对电灯的拉力同时作用在电线和电灯上，符合相互作用力的条件，是一对相互作用力；②电线对电灯的拉力和电线对天花板的拉力，作用在两个不同物体上，但不是发生在相互作用的两个物体之间的力，既不是相互作用力，也不是平衡力；③电灯受到的重力和电灯对电线的拉力，作用在两个不同物体上，但不是发生在相互作用的两个物体之间的力，且方向相同，既不是相互作用力，也不是平衡力；④由题意知，电灯静止，电灯受到的重力和电线对电灯的拉力符合二力平衡条件，是一对平衡力。故答案为：①；④。（2022春•义乌市校级月考）重为G0的小雨站在电梯上，（1）如果电梯匀速上升，下列几对力中，属于平衡力的有①。（填序号）①人的重力与电梯对人的支持力②人对电梯的压力与电梯对人的支持力③人的重力与人对电梯的压力④人的重力与人对地球的吸引力（2）如果电梯加速上升，人受力不平衡（选填“平衡”或“不平衡”），人对电梯的压力＝电梯对人的支持力。（选填“＞”、“＜”或“＝”）。（3）如果小雨背着质量为m的书包站在匀速上升的电梯上，那么电梯对人的支持力等于G0+mg。【解答】解：（1）①如果电梯匀速上升时，人也是匀速上升，处于平衡状态，人的重力与电梯对人的支持力符合二力平衡条件，是一对平衡力；②人对电梯的压力与电梯对人的支持力是作用在不同物体上的两个力，不是一对平衡力；③人的重力与人对电梯的压力是作用在不同物体上的两个力，且方向相同，不是一对平衡力；④人的重力与人对地球的吸引力是作用在不同物体上的两个力，不是一对平衡力。故应选①。（2）如果电梯加速上升，人也是加速上升，处于非平衡状态，所以人受力不平衡，人对电梯的压力和电梯对人的支持力是一对相互作用力，二者大小相等。（3）如果小雨背着质量为m的书包站在匀速上升的电梯上，那么小雨处于平衡状态，他和书包的总重力与电梯对人的支持力是一对平衡力，二者大小相等，故支持力F＝G总＝G0+G书包＝G0+mg。故答案为：（1）①；（2）不平衡；＝；（3）G0+mg。（2022春•上城区期中）（1）古代的西楚霸王项羽以勇猛过人而著称于世，有人为了形容项羽力大无穷，说项羽坐在凳子上，抓起凳脚奋力一提，就能将自己和凳子一起提到空中。由于违背了物体间力的作用是相互的这一原理，所以这种说法是十分荒谬的。（2）明朝的诗人契逊写过一首著名的诗：《山雨》。“一夜山中雨，林端风怒号；不知溪水涨，只觉钓船高。”是说，第二天早晨，似乎看不出溪中的水已经涨起来了，只是觉得浮在水面上的渔船，位置比原来高了一些。诗人描述的“不知溪水涨”是以船为参照物的。（3）如图所示，绳子上自由悬挂着一个铁球并处于静止状态，此时铁球受到的重力的施力物体是地球，由图可知，重力的方向总是垂直于水平面（选填“水平面”或“斜面”）。（4）如图所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦均不计，物重G＝5N，则弹簧测力计A的示数为5N，弹簧测力计B的示数为5N。【解答】解：（1）由题意可知，项羽想把自己举起来，施力物体和受力物体是同一个人，由于物体间力的作用是相互的，只有一个物体时不会产生力的作用，因此，他不能把自己举起来；（2）诗人描述的“不知溪水涨”是以船为参照物的，因此，以溪水相对于船的位置没有发生改变，所以诗人才会形成“不知溪水涨”的错觉；（3）铁球受到的重力的施力物体是地球，重力的方向总是竖直向下的，即是垂直于水平面的；（4）因为物重G＝5N，所以A弹簧测力计受到向右5N的拉力静止，向左受的拉力也是5N，示数也为5N；同理，B测力计两端受的力都是5N，示数也为5N。故答案为：（1）物体间力的作用是相互的；（2）船；（3）地球；水平面；（4）5；5。（2021春•椒江区期末）如图甲所示，某同学倚墙直立，并保持静止，当他将外侧大腿向外伸出时如图乙所示，身体就会失去平衡。（1）甲图中涉及到的力有：①人的重力；②人对地面的压力；③地面对人的支持力。其中①③（填序号）是一对平衡力。（2）请根据图示分析，说明将腿向外伸出时，身体失去平衡的原因人的重力和地面对人的支持力不在同一直线上，不是一对平衡力。【解答】解：（1）人的重力和地面对人的支持力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上，是一对平衡力；（2）将腿向外伸出时，人的重力和地面对人的支持力不在同一直线上，不是一对平衡力，身体失去平衡。故答案为：（1）①③；（2）人的重力和地面对人的支持力不在同一直线上，不是一对平衡力。（2023春•余杭区期末）物体A挂于弹簧测力计下，分别做图甲、乙、丙所示的匀速直线运动，已知运动的速度v1＞v2＞v3。比较F甲、F乙、F丙的大小，判断正确的是（）A．F甲＞F乙＞F丙 B．F甲＝F乙＞F丙 C．F甲＝F乙＝F丙 D．F甲＜F乙＜F丙【解答】解：由题意可知，物体每次都是做匀速直线运动，即处于平衡状态，所以，物体受到的是平衡力，则拉力与重力平衡，弹簧测力计的示数都等于物体A的重力，即F甲＝F乙＝F丙，故C正确，ABD错误。故选：C。（2023春•东阳市期末）如图所示是青蛙人偶在步行街上提着木杆售卖青蛙气球的情景。青蛙气球由细线拴在木杆上，将青蛙人偶、木杆、细线和青蛙气球看成一个整体，下列说法正确的是（）A．细线对青蛙气球的拉力与青蛙气球对细线的拉力是一对相互作用力 B．青蛙气球轻飘飘的，不受重力的作用 C．青蛙人偶的重力和地面对青蛙人偶的支持力是一对平衡力 D．青蛙人偶对地面的压力和青蛙人偶受到的重力是一对相互作用力【解答】解：A、细线对青蛙气球的拉力与青蛙气球对细线的拉力大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上，故A正确；B、青蛙气球轻飘飘的，受重力的作用，故B错误；C、青蛙人偶的重力和地面对青蛙人偶的支持力大小不相等，不是一对平衡力，故C错误；D、青蛙人偶对地面的压力和青蛙人偶受到的重力方向相同，不是一对相互作用力，故D错误。故选：A。（2023春•嵊州市期末）物体P与Q叠放在一起，静止在水平地面上。下列各种力中，属于平衡力的是（）A．P受到的重力和Q对P的支持力 B．P对Q的压力Q和对P的支持力 C．Q对地面的压力和地面对Q的支持力 D．Q受到的重力和地面对Q的支持力【解答】解：A、P受到的重力和Q对P的支持力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，是一对平衡力，故A符合题意；B、P对Q的压力作用在Q上，Q对P的支持力作用在P上，两个力作用在不同物体上，不是一对平衡力，故B不符合题意；C、Q对地面的压力是作用在地面上，地面对Q的支持力作用在Q上，两个力作用在不同物体上，不是一对平衡力，故C不符合题意；D、地面对Q的支持力大小等于P和Q两个物体的重力，大于Q的重力，两个大小不相等，不是一对平衡力，故D不符合题意。故选：A。（2023春•南浔区期末）科学就在我们身边。好学的小浔在妈妈做饭时，通过仔细观察，发现了许多科学知识，其中描述不正确的是（）A．放在桌面上的电饭锅受到的重力和电饭锅对桌面的压力是一对平衡力 B．把水往外泼时，盆留在手中，水由于惯性被泼出去了 C．把鸡蛋向碗沿一敲，蛋壳就破了，是利用了力的作用是相互的 D．包饺子时，捏出了“花边”，说明力能改变物体的形状【解答】解：A、电饭锅受到的重力和桌面对它的压力没有作用在同一个物体上，所以不是一对平衡力，故A错误；B、把水往外泼时，手给盆一个力，盆停止运动留在手中，水由于惯性继续向前运动，所以被泼出去了，故B正确；C、把鸡蛋向碗沿一敲，力的作用是相互的，碗也会给鸡蛋一个同样大小的作用力，所以蛋壳破了，故C正确；D、力的作用效果包括：力可以改变物体的形状，力可以改变物体的运动状态，饺子上的花边是由于力改变物体的形状形成的，故D正确。故选：A。（2023春•义乌市校级月考）如图所示，星期天李明去海洋馆观看海狮表演，看到海狮将球顶在头上静止不动。分析此时受力情况，相互平衡的两个力是（）A．球受到的重力和球对海狮的压力 B．地面对海狮的支持力和海狮对地面的压力 C．海狮的重力和地面对海狮的支持力 D．球受到的重力和海狮对球的支持力【解答】解：A、球受到的重力和球对海狮的压力，这两个方向都是竖直向下的，不是一对平衡力，故A错误；B、地面对海狮的支持力和海狮对地面的压力，这两个分别作用在海狮和地面上，即两力不在同一物体上，不是一对平衡力，故B错误；C、海狮的重力和地面对海狮的支持力，这两个力的大小不相等，不是一对平衡力，故C错误；D、球受到的重力和海狮对球的支持力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上且作用在同一个物体上，是一对平衡力，故D正确。故选：D。（2023春•萧山区月考）在如图所示的跳水比赛中，关于运动员利用跳板起跳过程总涉