9.1 二力平衡（考点解读）（原卷版）

9.\o"9.1二力平衡"1二力平衡（考点解读）（原卷版）知识导航知识导航理解二力平衡的含义，要抓住两个要点：（l）一个物体，同时受两个力作用；（2）物体保持静止状态或匀速直线运动状态（即物体处于平衡状态）知识点讲解知识点讲解1、二力平衡的概念（1）作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡；也可以这样理解：两个力同时作用在同一物体同一直线上，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，则这两个力对物体运动状态的作用效果相互抵消（合力为0），我们就说这两个力平衡。（2）二力平衡特点：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。简单的说就是：同体、等大、反向、共线。2、平衡力及平衡状态的判定（1）平衡力：物体在受到几个力的作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡；（2）平衡状态：物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态；（3）物体收到平衡力的作用，那么物体就处于平衡状态。3、平衡力和相互作用力的区分（1）二力平衡特点：同体、等大、反向、共线。（2）相互作用力特点：不同体、等大、反向、共线。4、二力平衡条件的应用（1）二力平衡的条件是：作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡，对于二力平衡条件，我们必须注意上面四个要点，且这四个要点缺一不可；（2）在平衡力作用下，原来处于静止状态的物体，依然处于静止状态，原来运动的物体，一定以原来的速度做匀速直线运动；（3）静止的物体只受两个力作用时，这两个力一定是平衡力；匀速直线运动的物体，如果只受两个力作用，那么这两个力也一定是平衡力。5、\o"探究二力平衡的条件"探究二力平衡的条件实验【实验目的、原理、方法】①实验目的：探究二力平衡的条件；②实验原理：力能改变物体的运动状态；③实验方法：控制变量法。【实验器材】小车、棉线、钩码、滑轮、水平桌面、小纸片。【器材作用及图像】①小车：实验主体；②棉线：连接小车与钩码；③钩码：提供和改变对小车的拉力；④滑轮：改变力的方向。【实验步骤】如图甲：步骤①把小车放在光滑的水平桌面上，向挂在小车两端的托盘里放钩码。这样小车在水平方向受到两个拉力，用力的示意图画出小车受到的两个拉力。观察小车在什么情况下保持运动状态不变；步骤②用手按住小车，改变两端钩码数量，使两个拉力大小不等。然后松手，观察小车能不能保持静止；步骤③用手按住小车，让两端钩码数量相等，让两个力的方向相同，然后松手，观察小车能不能保持静止；步骤④用手按住小车，让两端钩码数量相等，让小车扭转一个角度，然后松手，观察小车能不能保持静止；步骤=5\*GB3⑤用手按住小车，让两端钩码数量相等，再让拉力方向相反，且在同一条直线上，然后松手，观察小车能不能保持静止。如图乙：步骤⑥剪刀将硬纸片从中间剪开，观察小车能不能保持静止。【实验结论】二力平衡的条件要求这两个力：1、大小相等（等大）2、方向相反（反向）3、同一直线（共线）4、同一物体（同体）典例分析＋变式训练考点1二力平衡的概念【典例1-1】如图所示汽车在水平公路上做匀速直线运动。关于汽车受力示意图正确的是（）A．B．C．D．【变式1-1】（2022春•德城区期中）作用在同一物体上的两个力要平衡，必须满足的条件是：大小，方向，作用在。考点2平衡力及平衡状态的判定【典例2-1】（2022春•闽侯县期中）如图所示是每0.1s拍摄一次的小球运动的频闪照片，其中受平衡力作用的是（）A．B．C．D．【典例2-2】（2022春•中牟县校级月考）2021年10月16日神舟十三号载人飞船将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空，他们随空间站天和核心舱每90分钟绕地球一圈。在运转过程中，天和舱受到的（选填“是”或“不是”）平衡力的作用，因为。【变式2-1】（2022春•浦北县校级月考）关于平衡力，下列说法正确的是（）A．物体只有静止时受到的力才是平衡力 B．匀速上升的直升机受到的力是平衡力 C．物体受到三个力的作用时一定不会平衡 D．绕地球匀速飞行的卫星受到平衡力的作用【变式2-2】（2023•碑林区校级二模）在一辆向右行驶的汽车车厢的顶壁上挂着一个小球（空气阻力忽略不计）。当出现了如图所示的情景时，汽车在做（填“加速”、“匀速”、“减速”）运动。此时绳子对球的拉力和球受到的重力（填“是”“不是”或“可能是”）一对平衡力。此时绳子对球的拉力大小（填“等于”或“不等于”）球对绳子的拉力大小。考点3平衡力和相互作用力的区分【典例3-1】（2022秋•浦东新区校级期末）一本书静止放在水平桌面上，下列各对力中属于平衡力的是（）A．桌面对书的支持力与书对桌面的压力 B．书对桌面的压力与书受到的重力 C．桌面对书的支持力与书受到的重力 D．桌面对书的支持力与桌面受到的重力【典例3-2】（2022春•阜平县期中）如图所示，这是一盏重为4N的吊灯，灯绳对灯的拉力和灯受到的是一对平衡力，和是相互作用力；请在图中画出吊灯所受力的示意图。【变式3-1】（2022秋•昌平区期末）在如图所示的各种情景中，物体受到F1与F2两个力的作用，这两个力彼此平衡的是（）A． B． C． D．【变式3-2】（2022春•卢龙县期末）如图所示，质量较大的甲同学、质量较小的乙两同学站在滑板上，在旱冰场上相对而立，甲用力推乙，乙向后退，这里力的作用效果是改变物体的；甲推乙的同时甲也后退，说明物体间力的作用是。甲推乙的力和乙反推甲的力大小相等、方向相反、作用在一条直线上，是一对（选填“平衡”或“相互作用”）力。考点4二力平衡条件的应用【典例4-1】（2022春•闽侯县期中）甲、乙两只总质量相等的降落伞在空中匀速下降，甲的速度是3m/s，乙的速度是5m/s，则甲、乙所受阻力f甲、f乙之比是（）A．3：5 B．5：3 C．2：5 D．1：1【典例4-2】（2022春•曲阳县期中）如图所示，驯鹿拉着雪橇在水平面上匀速直线行驶，已知雪橇总重1800N，它受到的阻力是雪橇重的0.1，则驯鹿对雪橇的拉力是N；当雪橇静止在水平面上时，雪橇受到水平面N的支持力。【变式4-1】（2022春•汉阳区期中）起重机以1m/s的速度匀速吊起一个重物，钢丝绳的拉力是2000N，若起重机改用4m/s的速度吊起同一个重物匀速下降，则钢丝绳的拉力是（）A．等于500N B．小于2000N C．等于2000N D．大于2000N【变式4-2】（2022春•碧江区校级期中）如图所示，物体重8N，一人用30N的力将它压在竖直墙上，物体处于静止状态。此时物体受到的摩擦力方向为，大小是。【变式4-3】（2022秋•来宾期末）一质量为1500kg的汽车在平直的高速公路上匀速直线行驶，若汽车所受的摩擦阻力是汽车重力的0.1倍。求：（1）汽车受到的重力G；（2）汽车受到的摩擦阻力f；（3）汽车受到的牵引力F。考点5探究二力平衡的条件实验【典例5-1】（2022春•盐城期末）如图所示是小明探究二力平衡条件时的情形，他探究二力平衡需要满足的条件是（）A．大小相等 B．方向相反 C．作用在同一直线上 D．作用在同一物体上【典例5-2】（2022秋•顺义区期末）为了探究二力平衡的条件，小阳取一块长方形轻质硬纸板在对角线顶点附近各开一个小孔，用细线系住，细线的另一端跨过桌边的滑轮各悬挂一个50g的钩码，如图甲所示。（1）图甲中硬纸板处于静止状态（两细线与桌面平行），硬纸板受到的两细线拉力的大小关系是：F1F2；（2）接下来，小阳将硬纸板旋转一定角度，使两细线拉力不在同一直线上，如图乙所示。松手后发现硬纸板又恢复成图甲所示原状，这说明两个力必须作用在。【变式5-1】（2022春•香洲区期末）小珠同学进行“探究二力平衡的条件”的实验.她设计组装了如图甲、乙所示的两套实验装置，小海认为甲装置更合理，原因是该设计减小了对实验的影响；实验中，小珠将系于小车两端的线分别跨过桌面左右两端的滑轮，在线两端的小盘上放砝码，通过调整来改变F1和F2的大小；实验中，保持F1和F2大小相等，用手将小车扭转一个角度，松手后，小车转动，设计这一步骤是为了探究两个平衡的力是否作用在。【变式5-2】（2022春•元阳县校级期中）在“探究二力平衡的条件”实验中。（1）如果物体只受到两个力的作用，且处于状态，说明这两个力是相互平衡的。（2）小华和小明方案两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案，如图乙所示，请判断出他们改进的先后顺序：（用字母表示），这样的改进是为了减小对实验的影响；（3）如图丙是最终确认的实验方案，卡片相对于小车，卡片的可忽略不计；（4）当小卡片平衡时，小华将小卡片转过一个角度，松手后小卡片（填“能”或“不能”）平衡。设计此实验步骤的目的是探究；（5）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图丙所示情况下，小华下一步的操作是：。巩固训练一、选择题。1．（2022春•蜀山区期末）在探究二力平衡条件的实验时，小华采用图甲所示的方案：将系于小卡片（重力可忽略不计）两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮，在细线的两端挂上钩码；小明采用图乙所示的方案：将木块放在水平桌面上，两边分别系着跨过定滑轮的细线，在细线的两端挂上钩码。同学们认为小华的实验方案优于小明的实验方案。其主要原因是（）A．减少摩擦力对实验结果的影响 B．小卡片是比较容易获取的材料 C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D．小卡片容易扭转2．（2022春•清镇市校级期中）如图所示，物体只受到两个方向相反的力F1和F2作用，能使该物体处于平衡状态的是（）A． B． C． D．3．（2022秋•昌平区期末）为确定厚度均匀、形状不规则的平板状物体的重心位置，某同学将该物体上的A点悬挂在细线上，用铅笔在物体上画出细线的延长线AB，如图甲所示。再将该物体上的C点悬挂在细线上，用铅笔在物体上画出细线的延长线CD，CD和AB的交点为E，如图乙所示。下列说法正确的是（）A．当图甲中的物体静止时，细线对物体的拉力和物体的重力是一对相互作用力 B．当图甲中的物体静止时，细线对物体拉力的方向和物体所受重力的方向不在一条直线上 C．图乙中E点是物体的重心 D．若将图乙中该物体上的F点悬挂在细线上，细线的延长线不通过E点4．（2022春•和平区期中）如图所示，放在水平桌面上的物体，两边用细线通过滑轮与吊盘相连。若在左盘中放重为10N的砝码，右盘中放总重为20N的砝码时，物体M恰好以速度v向右做匀速直线运动，如果右盘中的砝码不变，物体M在水平桌面上以速度2v向左做匀速直线运动，则左盘中砝码的重应为（吊盘重不计，绳子与滑轮摩擦不计）（）A．20N B．30N C．40N D．50N5．（2022秋•沙坪坝区校级期末）小南用如图所示装置探究二力平衡条件，他在左、右盘中分别放入重为6N、2N的砝码，物块刚好向左匀速滑动。则下列说法正确的是（）A．物块此时受到的合力为4N，方向向左 B．此装置设计存在问题不能用于探究二力平衡条件 C．物块在水平方向只受两个力的作用 D．若取下左盘砝码，则物块最终可以向右滑动6．（2022秋•通州区期末）（多选）关于力的知识，下列说法正确的是（）A．彼此不接触的物体，不可能发生力的作用 B．力的三要素相同的两个力是平衡力 C．空中飞行的小鸟对地球也有力的作用 D．只受重力作用的物体，也可能向上运动二、填空题。7．（2020秋•黄浦区期末）在探究二力平衡的实验中，应保持物体处于静止状态或状态时，探究两个力大小、方向和的关系，图中符合研究目的的是。（选填“a”或“b”）8．（2022秋•丰城市校级期末）2018年12月8日凌晨2时许，我国嫦娥四号月球探测器在西昌卫星发射中心成功发射，该探测器由火箭运载，当它在绕地球运动时受力（选填“平衡”或“不平衡”）。探测器在着陆时，要向月球喷火，这是利用了来