人教版八年级物理下册同步教学综合备课资源8.2二力平衡(原卷版+解析)

第2节二力平衡知识点1：平衡状态和平衡力（重点）1.平衡状态∶物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态。2.平衡力：物体在受到几个力作用时，如果处于平衡状态，则这几个力相互平衡。3.平衡力与平衡状态之间的关系实际生活中，不受力的物体不存在，当无特殊说明时，若物体处于静止或匀速直线运动状态，则一定受到平衡力的作用;若物体受到平衡力的作用，则一定处于静止或匀速直线运动状态。理解：速度为零的物体处于平衡状态吗?物体的速度为零的情况有两种∶一种是保持静止状态时速度一直为零，此时物体处于平衡状态;另一种是运动过程中的某个瞬间速度为零，比如将小球从某一高度自由释放，释放瞬间小球速度为零，或将小球坚直向上抛出，小球上升到最高点时速度也为零;此时小球虽然速度为零，但并不能持续保持静止状态，因此小球不处于平衡状态。平衡状态：（1）静止状态；（2）匀速直线运动状态应用1：认识平衡状态和非平衡状态例1：某同学在站在升降电梯里受电梯的支持力为F和重力为G，当电梯从底层由静止开始向上加速时，F______G；当电梯向上减速停下来时，F______G，当电梯在较高楼层由静止向下加速运动时，F______G；当电梯向下减速停下来时，F______G。（>/=/<）。上述四种情况属于______（是/非）平衡状态。知识点2二力平衡的条件（重点）
1.二力平衡∶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，则物体处于平衡状态，这两个力相互平衡。如静止在桌面上的课本、在空中匀速下降的跳伞运动员。
2.二力平衡的条件∶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。可简记为∶同体、等大、反向、共线。
3.判断两个力是否为平衡力的方法
（1）看这两个力是否满足二力平衡的条件，若满足，则二力平衡。（2）根据物体的运动状态判断∶若物体只受到两个力，且在这两个力的作用下处于平衡状态，则这两个力平衡。4.一对平衡力和一对相互作用力的辨析平衡力相互作用力相同点大小相等，方向相反，作用在同一条直线上
不同点受力物体作用在同一物体上

作用在两个不同物体上


受力情况受力物体是同一物体，施力物体是其他不同物体两个物体互为施力物体，互为受力物体力的变化一个力变化（增大、减小或消失），另一个力不一定变化，此时物体失去平衡同时产生，同时变化，同时消失受力效果使物体保持静止或匀速直线运动状态两个力分别产生各自的效果以静止在桌面上的书本为例，平衡力和相互作用力的示意图如下∶
一对平衡力∶书受到的重力G与桌面对书的支持力F。
一对相互作用力∶桌面对书的支持力F写书对桌面的压力F'。
知识点3二力平衡条件的应用（重难点）1.根据受力情况判断物体的运动状态
（1）不受力或受平衡力时∶物体处于静止或匀速直线运动状态。
（2）受非平衡力时∶物体的运动状态发生改变。
2.根据物体的运动状态判断物体的受力情况
（1）物体静止或做匀速直线运动∶物体不受力或受到平衡力作用。
（2）物体的运动状态发生改变（如速度大小或方向变化）∶物体一定受力且受非平衡力的作用。
3.当物体受到两个力的作用而平衡时，如果知道其中一个力的大小和方向，就可以根据二力平衡条件得出另一个力的大小和方向。知识拓展：合力：（1）合力∶如果一个力产生的作用效果跟几个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫那几个力的合力。组成合力的每一个力叫做分力。
（2）合力的大小∶①同一条直线上方向相同的两个力F1和F2的合力∶F合=F1＋F2，合力的方向与两个力的方向相同。②同一条直线上方向相反的两个力F1和F2的合力∶F合=IF1-F2I，合力的方向与较大的那个力的方向相同。③对于任意的合力F合与两个分力F1和F2都有这样的关系∶IF1-F2I≤F合≤F1＋F2。
（3）合力与分力蕴含的物理方法∶等效替代法。应用2：认识二力平衡例2：如图所示为某班教室中悬挂的电扇。根据力的作用是相互的可知，电扇未开启时，天花板对吊扇的拉力______电扇的重力，电扇开启正常工作时，天花板对吊扇的拉力______电扇的重力（均选填“大于”、“等于”或“小于”）。应用3：二力平衡条件的应用例3：如图所示，一位同学在弹簧测力计的两端沿水平方向各施加3N的拉力，并使其保持静止，此时弹簧测力计的示数为（）A．0N B．3N C．6N D．12N实验探究二力平衡的条件
【实验装置】
【实验操作】
（1）探究二力平衡时两个力大小是否相等
①在小车左边托盘中放一个砝码，右边放两个砝码（使两托盘里的砝码质量不相等），小车由静止开始向右运动;
②在静止的小车左右两边托盘内各放一个砝码（使两托盘里的砝码质量相等），放手后小车仍保持静止。
（2）探究二力平衡时两个力是否在一条直线上
在小车左右两边托盘内各放一个砝码（使两托盘里的砝码质量相等），把小车在水平桌面上扭转一个角度，使小车受到的力不在同一直线上，放手后小车由静止开始转动。
（3）探究二力平衡时两个力的方向是否相反
把两个托盘上的细绳都系在小车左侧的挂钩上，两盘中的砝码质量相等，放手后小车开始向左运动。
【实验记录】小车在水平方向所受二力的情况小车运动状态是否发生改变大小方向是否在一条直线上不相等相反是是相等相反是否相等相反否是相等相同是是【实验结论】二力平衡的条件∶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。实验应考拓展"探究二力平衡条件"实验装置的改进改进后的优点∶1.将研究对象换成小卡片，由于小卡片的质量很小，所以它的重力可忽略不计，因此可不考虑竖直方向的受力，只考虑水平方向的受力;另外，在水平方向受到的摩擦力也更小，实验效果更明显。2.由于小卡片很容易剪成两个卡片，还可以探究"二力平衡两个力是否作用在一个物体上"。针对练习：探究二力平衡的条件例：实验小组要探究二力平衡条件。实验中每个钩码重力相同，摩擦力忽略不计。（1）如图甲装置，当左右两端同时各挂两个钩码时，小车静止；当左右两端同时取下一个钩码时，如图乙，小车仍静止；当只在右端增挂一个钩码时，如图丙，小车将做变速运动，此时F5______（选填“大于”、“小于”或“等于”）F6。由此可知二力平衡的条件之一是______。（2）在图甲实验的基础上，将小车扭转一个角度，松手后，观察小车的情况，这样做是探究什么问题？______易错点1：一对相互作用力和一对平衡力
例1：在2022北京冬奥会短道速滑男子1000米比赛中，中国选手任子威获得金牌。图甲是他正全力通过弯道、图乙是他获胜后站立在水平赛场中央大声欢呼的情形，下列说法正确的是（）A．通过弯道过程中他处于平衡状态B．站立时他受到的重力和他对冰面的压力是一对相互作用力C．站立时他受到的重力和他对冰面的压力是一对平衡力D．图甲中他的手对冰面的压力与冰面对他的手的支持力是一对相互作用力易错点2：平衡状态的隐含条件
例2：用一根钢索以2m/s的速度将重物1×104N匀速向上提起，这时钢索对重物的拉力是_______N；若钢索改为以3m/s的速度使重物匀速下降时，钢索对重物的拉力方向是_______（选填“向上”或“向下”），重物所受到的合力为_______N。突破1探究二力平衡条件例1：物理小组的几位同学利用图所示装置进行“探究二力平衡条件”的实验。（1）他们先采用图甲所示装置，把木块放在水平桌面上，在左右两侧加挂钩码，发现当两侧钩码质量相等时，木块静止。某次实验中，当左侧悬挂质量稍大一点的钩码时，两个拉力大小不同，但小车仍处于静止状态，产生这一现象的原因可能是小车受到________的影响，此时小车受到的__________（选填“是”或“不是”）平衡力；（2）小刚用图乙所示的小车替换木块进行实验，在左侧和右侧同时悬挂一个质量相等的钩码时，小车处于静止状态；改变其中一端钩码的质量，发现小车无法保持静止状态，由此说明两个力必须_____才能平衡；（3）在小车两侧悬挂相同质量的钩码，再把小车在水平桌面上扭转一个角度，扭转过程中小车的四个车轮始终不离开桌面，然后松手，观察到小车先转动，最后恢复到初始状态保持静止，说明两个力必须作用在__________才能平衡；（4）小敏又提出了另一种实验方案：将乙装置中的小车换成小卡片，如图丙所示。将小卡片从中间剪开后，小卡片不能平衡，说明两个力必须作用在_____才能平衡。【针对训练1】如图所示，图甲是小华同学探究“二力平衡条件”时的实验情景：（1）小华将卡片（重力可忽略不计）两端的细线绕过滑轮，并挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向______，并通过调整______来改变拉力的大小；（2）当小卡片平衡时，小华将卡片______（翻转/旋转）一个角度，松手后小卡片______（能/不能）平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究______；（3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小华下一步的操作是______；（4）在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了图乙所示的实验，同学们认为小华的实验优于小明的实验，其主要原因是______；A．减小摩擦力对实验结果的影响B．卡片是比较容易获取的材料C．容易让卡片在水平方向上保持平衡D．卡片容易扭转对此，你对小明的实验装置提出的改进意见是______。突破2：运用受力分析与平衡力解决物体受力问题例2：一个物体的质量是5kg，当把它吊在空中静止时，它受到的拉力是_______N，若使它以1m/s的速度匀速下降时，它受到的拉力_______50N（填“大于、小于、等于”），若使它以2m/s的速度匀速上升时，它受到的拉力_______50N（填“大于、小于、等于”），若上升的过程中，绳子突然断了，物体将会_______。（取g＝10N/kg）【针对训练2】如图所示，木板A在15N的水平拉力F作用下，沿水平地面向右加速运动，物体B相对于地面静止，此时弹簧测力计的示数为3N，则B所受滑动摩擦力大小为______N，方向水平向______。一、单选题1．如图为冬奥会的一些运动项目，下列说法中正确的是（）A．用球杆推着冰球使其水平滑动，说明力是维持物体运动的原因B．掷出去的冰壶水平向前运动，冰壶的重力与地面对冰壶的支持力是一对平衡力C．若滑雪运动员在空中最高点时失去一切外力，惯性也会消失，它将处于静止状态D．短道速滑运动员在匀速通过弯道时，运动状态不变2．如图所示,用电线将灯悬挂在天花板上．当灯静止时,灯所受重力的平衡力是

A．电线对灯的拉力B．灯对电线的拉力C．灯对地球的吸引力D．电线对天花板的拉力3．2021年8月5日下午，中国小将全红婵在东京奥运会女子10米跳台决赛中夺冠。当她站在领奖台上领奖时，下列两个力为一对平衡力的是（）A．她所受的重力和她对领奖台的压力B．她所受的重力和领奖台对她的支持力C．她对领奖台的压力和领奖台对她的支持力D．她对领奖台的压力和领奖台受到的重力4．关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（）A．速度大的物体惯性大B．跳远运动员快速助跑，是为了利用自身的惯性以提高成绩C．力是维持物体运动的原因D．物体在没有受到力的作用时就一定处于静止状态5．关于力和运动，下列说法正确的是（）A．物体受到力的作用时运动状态一定改变B．在平衡力作用下物体一定处于静止状态C．手拉长橡皮筋，说明力可以使物体发生形变D．绕操场匀速转动的玩具电动车处于平衡状态6．在俄罗斯切巴尔库尔合同训练场，参加“和平使命—2017”中俄联合反恐军事演习的一辆中方96A型坦克行驶在水平面上，下述各对力中属于平衡力的是A．坦克受到的重力和坦克对地面的压力

B．坦克对地面的压力和地面对坦克的支持力C．坦克受到的摩擦力和坦克受到的重力D．坦克受到的重力和地面对坦克的支持力7．F1和F2是作用在同一物体上的两个力，且作用在同一水平直线上。若其中F1=6N，方向是水平向右，且这两个力的合力为16N。关于F2的大小和方向，说法中正确的是（）A．一定是10N，且方向水平向右B．一定是22N，且方向水平向左C．可能是10N，且方向水平向左D．可能是22N，且方向水平向左8．“美好的一天，从拉着行李箱返校学习开始”。图甲中的同学拉着行李箱健步行走在校园水平路面上，行李箱匀速前进并保持倾角不变。假如这一过程中行李箱（含箱内物体）受到的重力G如图乙所示，则该同学对行李箱施加的拉力有没有可能是图乙中的F1、F2？你的判断是（）A．F1可能，F2不可能 B．F1不可能，F2可能C．F1和F2都可能 D．F1和F2都不可能二、填空题9．用一根细线拴一块橡皮，甩起来，使橡皮绕手做圆周运动。这时，你会觉得橡皮需要用线拉住才不会跑掉（图），这说明力是_______________的原因，如果此时细线突然断开，它将做____________运动。10．跳伞运动员在空中匀速下落时，伞和运动员受到的阻力与___________力是一对平衡力。若伞和运动员共重800N，则伞和运动员受到的阻力大小为___________N，方向___________。11．小恒同学用饮料瓶制作了一个“水火箭”，先往火箭里倒入适量的水，然后再打入一定量的气体。发射时，水会向下喷出，同时火箭冲向天空，如图所示。这个现象说明物体间力的作用是______；火箭在加速上升过程中处于______（选填“平衡”或“非平衡”）状态。12．成都锦江区在建一座名为“绿地中心”的地标性建筑，该建筑拟建高度468m，搭乘18m/s的超高速电梯，经历了加速、匀速、减速三个阶段，从底层到顶层不到30s。人乘箱式电梯竖直匀速上升的过程中，人受到的重力和电梯对人的支持力是一对____________（选填“平衡力”或“相互作用力”）；在电梯竖直加速上升的过程中，人受到的合力____________（选填“向上”“向下”或“为零”）。三、实验题13．某实验小组利用如图甲所示的实验装置做“探究二力平衡的条件”实验时小海同学设计了如图乙所示的实验方案。（1）比较图甲和图乙两种方案，______（选填“甲”或“乙”）方案更合理。原因是：______；（2）桌面两端定滑轮的作用是______；（3）实验中，通过调整左右两个托盘中砝码的______来改变力F1和F2的大小，小海发现当左盘和右盘加入的砝码相同时，小车处于静止状态，说明一对平衡力必须满足大小______、方向______的条件；（4）如图甲所示，当左右两端同时挂两个钩码时，小车静止，此时F1、F2的大小______，方向______；（5）某次实验中，当左盘放入稍大一点的砝码时，两个拉力大小不同，但小车仍处于静止状态，产生这一现象的原因可能是小车受到______的影响；（6）在图甲实验的基础上，将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动状态，这样做的目的是为了探究两个平衡的力是否作用在______；（7）为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上，小明用轻质硬纸片代替小车做实验，如下图所示，他将要对硬纸片进行的操作是______；（8）小明同学完成课本的实验后，提出了一个问题后猜想：只受一个力作用的物体也能保持平衡状态。为了验证猜想，他将一小球用一根细线悬挂起来，如下图所示，剪断细线后小球下落，由实验可知，小明的猜想是______（选填“正确”或“错误”）的。四、作图题14．冰壶静止在水平冰面上，O为其重心。请画出它所受重力和支持力的示意图。15．学校劳动实践基地南瓜挂满藤，请你在图中画出南瓜A的受力示意图。第2节二力平衡知识点1：平衡状态和平衡力（重点）1.平衡状态∶物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态。2.平衡力：物体在受到几个力作用时，如果处于平衡状态，则这几个力相互平衡。3.平衡力与平衡状态之间的关系实际生活中，不受力的物体不存在，当无特殊说明时，若物体处于静止或匀速直线运动状态，则一定受到平衡力的作用;若物体受到平衡力的作用，则一定处于静止或匀速直线运动状态。理解：速度为零的物体处于平衡状态吗?物体的速度为零的情况有两种∶一种是保持静止状态时速度一直为零，此时物体处于平衡状态;另一种是运动过程中的某个瞬间速度为零，比如将小球从某一高度自由释放，释放瞬间小球速度为零，或将小球坚直向上抛出，小球上升到最高点时速度也为零;此时小球虽然速度为零，但并不能持续保持静止状态，因此小球不处于平衡状态。平衡状态：（1）静止状态；（2）匀速直线运动状态应用1：认识平衡状态和非平衡状态例1：某同学在站在升降电梯里受电梯的支持力为F和重力为G，当电梯从底层由静止开始向上加速时，F______G；当电梯向上减速停下来时，F______G，当电梯在较高楼层由静止向下加速运动时，F______G；当电梯向下减速停下来时，F______G。（>/=/<）。上述四种情况属于______（是/非）平衡状态。【答案】

＞

＜

＜

＞

非【详解】[1]电梯向上加速时，电梯中的人处于超重状态，人对电梯的压力大于重力，人对电梯的压力与电梯对人的支持力是一对相互作用的力，其大小相同，所以电梯对人的支持力大于重力，即。[2]当电梯向上减速停下来时，电梯中的人处于失重状态，人对电梯的压力小于重力，人对电梯的压力与电梯对人的支持力是一对相互作用的力，其大小相同，所以电梯对人的支持力小于重力，即。[3]当电梯在较高楼层由静止向下加速运动时，电梯中的人处于失重状态，人对电梯的压力小于重力，人对电梯的压力与电梯对人的支持力是一对相互作用的力，其大小相同，所以电梯对人的支持力小于重力，即。[4]当电梯向下减速停下来时，电梯中的人处于超重状态，人对电梯的压力大于重力，人对电梯的压力与电梯对人的支持力是一对相互作用的力，其大小相同，所以电梯对人的支持力大于重力，即。[5]上述四种情况人受力不平衡，属于非平衡状态。知识点2二力平衡的条件（重点）
1.二力平衡∶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，则物体处于平衡状态，这两个力相互平衡。如静止在桌面上的课本、在空中匀速下降的跳伞运动员。
2.二力平衡的条件∶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。可简记为∶同体、等大、反向、共线。
3.判断两个力是否为平衡力的方法
（1）看这两个力是否满足二力平衡的条件，若满足，则二力平衡。（2）根据物体的运动状态判断∶若物体只受到两个力，且在这两个力的作用下处于平衡状态，则这两个力平衡。4.一对平衡力和一对相互作用力的辨析平衡力相互作用力相同点大小相等，方向相反，作用在同一条直线上
不同点受力物体作用在同一物体上

作用在两个不同物体上


受力情况受力物体是同一物体，施力物体是其他不同物体两个物体互为施力物体，互为受力物体力的变化一个力变化（增大、减小或消失），另一个力不一定变化，此时物体失去平衡同时产生，同时变化，同时消失受力效果使物体保持静止或匀速直线运动状态两个力分别产生各自的效果以静止在桌面上的书本为例，平衡力和相互作用力的示意图如下∶
一对平衡力∶书受到的重力G与桌面对书的支持力F。
一对相互作用力∶桌面对书的支持力F写书对桌面的压力F'。
知识点3二力平衡条件的应用（重难点）1.根据受力情况判断物体的运动状态
（1）不受力或受平衡力时∶物体处于静止或匀速直线运动状态。
（2）受非平衡力时∶物体的运动状态发生改变。
2.根据物体的运动状态判断物体的受力情况
（1）物体静止或做匀速直线运动∶物体不受力或受到平衡力作用。
（2）物体的运动状态发生改变（如速度大小或方向变化）∶物体一定受力且受非平衡力的作用。
3.当物体受到两个力的作用而平衡时，如果知道其中一个力的大小和方向，就可以根据二力平衡条件得出另一个力的大小和方向。知识拓展：合力：（1）合力∶如果一个力产生的作用效果跟几个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫那几个力的合力。组成合力的每一个力叫做分力。
（2）合力的大小∶①同一条直线上方向相同的两个力F1和F2的合力∶F合=F1＋F2，合力的方向与两个力的方向相同。②同一条直线上方向相反的两个力F1和F2的合力∶F合=IF1-F2I，合力的方向与较大的那个力的方向相同。③对于任意的合力F合与两个分力F1和F2都有这样的关系∶IF1-F2I≤F合≤F1＋F2。
（3）合力与分力蕴含的物理方法∶等效替代法。应用2：认识二力平衡例2：如图所示为某班教室中悬挂的电扇。根据力的作用是相互的可知，电扇未开启时，天花板对吊扇的拉力______电扇的重力，电扇开启正常工作时，天花板对吊扇的拉力______电扇的重力（均选填“大于”、“等于”或“小于”）。【答案】

等于

小于【详解】[1]电风扇静止时受到的重力和固定杆对它的拉力是一对平衡力，即拉力F甲=G。[2]电风扇转动时，风扇叶对空气施加了一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，空气对风扇叶施加了一个向上的反作用力；此时风扇叶受到了三个力的作用，竖直向下的重力G、天花板对吊扇向上的拉力为F乙、空气对扇叶施加的向上的力F′，风扇在这三个力的作用下在竖直方向上静止，所以G=F乙+F′那么F乙<G。应用3：二力平衡条件的应用例3：如图所示，一位同学在弹簧测力计的两端沿水平方向各施加3N的拉力，并使其保持静止，此时弹簧测力计的示数为（）A．0N B．3N C．6N D．12N【答案】B【详解】弹簧测力计测量力的时候通常是在平衡状态下使用，受到的就一定是平衡力；弹簧测力计的示数等于挂钩上受到的力，题中弹簧测力计的挂钩上受到了3N的力，所以弹簧测力计的示数为3N。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。实验探究二力平衡的条件
【实验装置】
【实验操作】
（1）探究二力平衡时两个力大小是否相等
①在小车左边托盘中放一个砝码，右边放两个砝码（使两托盘里的砝码质量不相等），小车由静止开始向右运动;
②在静止的小车左右两边托盘内各放一个砝码（使两托盘里的砝码质量相等），放手后小车仍保持静止。
（2）探究二力平衡时两个力是否在一条直线上
在小车左右两边托盘内各放一个砝码（使两托盘里的砝码质量相等），把小车在水平桌面上扭转一个角度，使小车受到的力不在同一直线上，放手后小车由静止开始转动。
（3）探究二力平衡时两个力的方向是否相反
把两个托盘上的细绳都系在小车左侧的挂钩上，两盘中的砝码质量相等，放手后小车开始向左运动。
【实验记录】小车在水平方向所受二力的情况小车运动状态是否发生改变大小方向是否在一条直线上不相等相反是是相等相反是否相等相反否是相等相同是是【实验结论】二力平衡的条件∶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。实验应考拓展"探究二力平衡条件"实验装置的改进改进后的优点∶1.将研究对象换成小卡片，由于小卡片的质量很小，所以它的重力可忽略不计，因此可不考虑竖直方向的受力，只考虑水平方向的受力;另外，在水平方向受到的摩擦力也更小，实验效果更明显。2.由于小卡片很容易剪成两个卡片，还可以探究"二力平衡两个力是否作用在一个物体上"。针对练习：探究二力平衡的条件例：实验小组要探究二力平衡条件。实验中每个钩码重力相同，摩擦力忽略不计。（1）如图甲装置，当左右两端同时各挂两个钩码时，小车静止；当左右两端同时取下一个钩码时，如图乙，小车仍静止；当只在右端增挂一个钩码时，如图丙，小车将做变速运动，此时F5______（选填“大于”、“小于”或“等于”）F6。由此可知二力平衡的条件之一是______。（2）在图甲实验的基础上，将小车扭转一个角度，松手后，观察小车的情况，这样做是探究什么问题？______【答案】

小于

大小相等

探究平衡力是否在同一直线上【详解】（1）[1][2]图甲中小车静止，处于平衡状态，此时F1、F2的方向相反，大小相等；图乙小车静止，处于平衡状态，此时F3、F4的方向相反，大小相等；图丙，当右端再挂上一个钩码时，小车做变速运动，此时F5小于F6。由此可知相互平衡的两个力必须大小相等。（2）[3]图甲实验的基础上，将小车扭转一个角度，力的方向不在一条直线上，松手后小车会发生转动，这样做可以探究作用在同一物体上但不在同一直线上的两个力，能否平衡。易错点1：一对相互作用力和一对平衡力
例1：在2022北京冬奥会短道速滑男子1000米比赛中，中国选手任子威获得金牌。图甲是他正全力通过弯道、图乙是他获胜后站立在水平赛场中央大声欢呼的情形，下列说法正确的是（）A．通过弯道过程中他处于平衡状态B．站立时他受到的重力和他对冰面的压力是一对相互作用力C．站立时他受到的重力和他对冰面的压力是一对平衡力D．图甲中他的手对冰面的压力与冰面对他的手的支持力是一对相互作用力【答案】D【详解】A．通过弯道过程中，他的运动状态发生改变，他不处于平衡状态，故A错误；B．站立时，他受到的重力和他对冰面的压力两个力的方向相同，故不是相互作用力，故B错误；C．站立时他受到的重力和他对冰面的压力这两个力的方向相同，故不是平衡力，故C错误；D．图甲中他的手对冰面的压力与冰面对他的手的支持力，这两个力大小相等，方向相反，施力物体和受力物体互为彼此，同时产生，同时消失，故是一对相互作用力，故D正确。故选D。易错点2：平衡状态的隐含条件
例2：用一根钢索以2m/s的速度将重物1×104N匀速向上提起，这时钢索对重物的拉力是_______N；若钢索改为以3m/s的速度使重物匀速下降时，钢索对重物的拉力方向是_______（选填“向上”或“向下”），重物所受到的合力为_______N。【答案】

1×104

向上

0【详解】[1]物体做匀速直线运动，处于平衡状态，拉力与重力是一对平衡力，二者大小相等，故拉力是1×104N。[2]物体匀速下降，处于平衡状态，拉力与重力是一对平衡力，二者方向相反，而重力总是竖直向下的，所以拉力向上。[3]由于物体处于平衡状态，所以所受合力为零。突破1探究二力平衡条件例1：物理小组的几位同学利用图所示装置进行“探究二力平衡条件”的实验。（1）他们先采用图甲所示装置，把木块放在水平桌面上，在左右两侧加挂钩码，发现当两侧钩码质量相等时，木块静止。某次实验中，当左侧悬挂质量稍大一点的钩码时，两个拉力大小不同，但小车仍处于静止状态，产生这一现象的原因可能是小车受到________的影响，此时小车受到的__________（选填“是”或“不是”）平衡力；（2）小刚用图乙所示的小车替换木块进行实验，在左侧和右侧同时悬挂一个质量相等的钩码时，小车处于静止状态；改变其中一端钩码的质量，发现小车无法保持静止状态，由此说明两个力必须_____才能平衡；（3）在小车两侧悬挂相同质量的钩码，再把小车在水平桌面上扭转一个角度，扭转过程中小车的四个车轮始终不离开桌面，然后松手，观察到小车先转动，最后恢复到初始状态保持静止，说明两个力必须作用在__________才能平衡；（4）小敏又提出了另一种实验方案：将乙装置中的小车换成小卡片，如图丙所示。将小卡片从中间剪开后，小卡片不能平衡，说明两个力必须作用在_____才能平衡。【答案】

摩擦力

是

大小相等

同一直线上

同一物体上【详解】（1）[1]两边的拉力大小不同，但小车仍处于静止状态，说明小车还受到一个力的作用，这个力是桌面对小车的摩擦力。[2]小车此时处于静止状态，所以小车处于平衡状态，即受到平衡力的作用。（2）[3]当两边钩码的质量不相等时，小车无法静止，将无法保持平衡状态，所以要保持平衡，要让两个力的大小相等。（3）[4]小车在水平桌面上扭转一个角度后，两个力不在同一条直线上，小车发生转动，说明此时小车不平衡，所以两个力必须作用在同一条直线上才能平衡。（4）[5]将小卡片从中间剪开后，两块卡片将分别向两边运动，小卡片不能够平衡，所以两个力必须作用在同一物体上才能平衡。【针对训练1】如图所示，图甲是小华同学探究“二力平衡条件”时的实验情景：（1）小华将卡片（重力可忽略不计）两端的细线绕过滑轮，并挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向______，并通过调整______来改变拉力的大小；（2）当小卡片平衡时，小华将卡片______（翻转/旋转）一个角度，松手后小卡片______（能/不能）平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究______；（3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小华下一步的操作是______；（4）在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了图乙所示的实验，同学们认为小华的实验优于小明的实验，其主要原因是______；A．减小摩擦力对实验结果的影响B．卡片是比较容易获取的材料C．容易让卡片在水平方向上保持平衡D．卡片容易扭转对此，你对小明的实验装置提出的改进意见是______。【答案】

相反

钩码数量

旋转

不能

不在同一直线上两个力是否平衡

用剪刀把小卡片剪成两个更小的卡片，观察两个更小卡片是否平衡

A

在木块下方装轮子【详解】（1）[1]小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码，两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力。[2]拉力的大小等于钩码的重力，钩码的数量越多，拉力就越大。（2）[3][4]要探究一对平衡力是否在同一直线上，可将小卡片旋转过一个角度，使小卡片两端的拉力不在一条直线上，观察小卡片是否平衡；当小卡片旋转过一个角度时，小卡片上受到的两个拉力就不在一条直线上，是验证不在同一直线上两个力是否平衡。（3）[5]为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，需用剪刀把小卡片剪成两个更小的卡片，观察两个更小卡片是否平衡。（4）[6]结合图甲和图乙的装置可以看出，小华的实验优于小明的实验，其主要原因是小华实验中卡片悬空，减小了摩擦力的影响，而小明实验中木块与桌面间的摩擦力较大，会对实验结果造成一定的影响，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。[7]为了减小木块与桌面的摩擦力，我们可以在木块下方装轮子或垫几根相同的圆木，变滑动摩擦为滚动摩擦，从而减小摩擦力。突破2：运用受力分析与平衡力解决物体受力问题例2：一个物体的质量是5kg，当把它吊在空中静止时，它受到的拉力是_______N，若使它以1m/s的速度匀速下降时，它受到的拉力_______50N（填“大于、小于、等于”），若使它以2m/s的速度匀速上升时，它受到的拉力_______50N（填“大于、小于、等于”），若上升的过程中，绳子突然断了，物体将会_______。（取g＝10N/kg）【答案】

50

等于

等于

先上升再下降【详解】[1][2][3]物体的重力G=mg=5kg×10N/kg=50N当物体静止或匀速下降、匀速上升时，都处于平衡状态，物体受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力是一对平衡力，所以拉力都等于50N。[4]若上升的过程中，绳子突然断了，物体由于惯性会先上升一段距离，又因为重力的作用而竖直下落，故物体将会先上升再下降。【针对训练2】如图所示，木板A在15N的水平拉力F作用下，沿水平地面向右加速运动，物体B相对于地面静止，此时弹簧测力计的示数为3N，则B所受滑动摩擦力大小为______N，方向水平向______。【答案】

3

右【详解】[1][2]弹簧测力计的示数为3N，则弹簧测力计对B的拉力为3N，方向水平向左；B相对于地面静止，B在水平方向上受拉力和A对B的摩擦力，由二力平衡条件可知，A对B的摩擦力与弹簧测力计对B的拉力应大小相等、方向相反，所以A对B的摩擦力大小为3N，摩擦力方向水平向右。一、单选题1．如图为冬奥会的一些运动项目，下列说法中正确的是（）A．用球杆推着冰球使其水平滑动，说明力是维持物体运动的原因B．掷出去的冰壶水平向前运动，冰壶的重力与地面对冰壶的支持力是一对平衡力C．若滑雪运动员在空中最高点时失去一切外力，惯性也会消失，它将处于静止状态D．短道速滑运动员在匀速通过弯道时，运动状态不变【答案】B【详解】A．用球杆推着冰球使其水平滑动，说明力可以改变物体的运动状态，力不是维持物体运动的原因，故A错误；B．掷出去的冰壶水平向前运动，冰壶的重力与地面对冰壶的支持力大小相等，方向相反，作用在同一物体、同一直线上，是一对平衡力，故B正确；C．惯性是物体的属性，只与质量有关，外力消失惯性不会消失，故C错误；D．短道速滑运动员在匀速通过弯道时，速度大小不变，方向改变，运动状态改变，故D错误。故选B。2．如图所示,用电线将灯悬挂在天花板上．当灯静止时,灯所受重力的平衡力是

A．电线对灯的拉力B．灯对电线的拉力C．灯对地球的吸引力D．电线对天花板的拉力【答案】A【详解】A、电线对灯的拉力和灯的重力大小相等、方向相反、在同一条直线上，在同一物体上，故是一对平衡力，符合题意；B、灯的重力和灯对电线的拉力作用在两个物体上，且方向相同，故不是平衡力，不符合题意；C、灯所受重力和灯对地球的吸引力作用在两个物体上，不是平衡力，不符合题意；D、灯所受重力和电线对天花板的拉力作用在两个物体上，不是平衡力，不符合题意．3．2021年8月5日下午，中国小将全红婵在东京奥运会女子10米跳台决赛中夺冠。当她站在领奖台上领奖时，下列两个力为一对平衡力的是（）A．她所受的重力和她对领奖台的压力B．她所受的重力和领奖台对她的支持力C．她对领奖台的压力和领奖台对她的支持力D．她对领奖台的压力和领奖台受到的重力【答案】B【详解】二力平衡的条件是：作用在一个物体上的两个力，大小相等，方向相反，作用在一条直线上。A．全红婵所受的重力作用在全红婵身上，她对领奖台的压力作用在领奖台上，二力不是作用一个物体上，不满足二力平衡的条件，故A不符合题意；B．全红婵所受的重力和领奖台对她的支持力都作用在全红婵身上，大小相等，方向相反，作用在一条直线上，满足二力平衡的条件，故B符合题意；C．全红婵对领奖台的压力作用在领奖台上，领奖台对她的支持力作用在全红婵身上，二力不是作用一个物体上，不满足二力平衡的条件，故C不符合题意；D．全红婵对领奖台的压力作用在领奖台上，方向竖直向下，领奖台受到的重力作用在领奖台上，方向竖直向下，二力方向相同，不满足二力平衡的条件，故D不符合题意。故选B。4．关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（）A．速度大的物体惯性大B．跳远运动员快速助跑，是为了利用自身的惯性以提高成绩C．力是维持物体运动的原因D．物体在没有受到力的作用时就一定处于静止状态【答案】B【详解】A．质量是惯性大小的唯一量度，质量越大，则惯性越大，与速度无关，故A错误；B．跳远运动员助跑是利用惯性以便跳的更远，故B正确；C．牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，故C错误；D．由牛顿第一定律可知，物体在不受力或者合力为零时始终处于静止或匀速直线运动状态，故D错误。故选B。5．关于力和运动，下列说法正确的是（）A．物体受到力的作用时运动状态一定改变B．在平衡力作用下物体一定处于静止状态C．手拉长橡皮筋，说明力可以使物体发生形变D．绕操场匀速转动的玩具电动车处于平衡状态【答案】C【详解】A．当物体受到非平衡力时，运动状态一定改变；当物体受到平衡力时，物体处于平衡状态，运动状态不变，故A错误；B．当物体受到平衡力时，物体处于平衡状态，物体将处于静止或者保持匀速直线运动状态，故B错误；C．手拉长橡皮筋，橡皮筋长度被拉长，说明力可以使物体发生形变，故C正确；D．绕操场匀速转动的玩具电动车，虽然速度大小不变，但运动方向发生了改变，物体的运动状态发生了改变，故电动车不处于平衡状态，故D错误。故选C。6．在俄罗斯切巴尔库尔合同训练场，参加“和平使命—2017”中俄联合反恐军事演习的一辆中方96A型坦克行驶在水平面上，下述各对力中属于平衡力的是A．坦克受到的重力和坦克对地面的压力

B．坦克对地面的压力和地面对坦克的支持力C．坦克受到的摩擦力和坦克受到的重力D．坦克受到的重力和地面对坦克的支持力【答案】D【详解】A.坦克受到的重力和坦克对地面的压力，两个力的方向相同且作用在两个物体上，所以不是一对平衡力，故A错误；B.坦克对地面的压力和地面对坦克的支持力，两个力的小相等、方向相反、在同一直线上、作用在两物体上，符合相互作用力的条件，所以不是一对平衡力，故B错误；C.坦克受到的摩擦力和坦克受到的重力，两个力的方向不在同一条直线上且两个力的大小不一定相等，所以不是一对平衡力，故C错误；D.坦克受到的重力和地面对坦克的支持力，两个力的大小相等、方向相反、在同一直线上、作用在同一个物体上，是一对平衡力，故D正确．故选D．7．F1和F2是作用在同一物体上的两个力，且作用在同一水平直线上。若其中F1=6N，方向是水平向右，且这两个力的合力为16N。关于F2的大小和方向，说法中正确的是（）A．一定是10N，且方向水平向右B．一定是22N，且方向水平向左C．可能是10N，且方向水平向左D．可能是22N，且方向水平向左【答案】D【详解】F1和F2是作用在同一物体上的两个力，且作用在同一水平直线上，其中F1为6N，方向是水平向右，要使这两个力的合力为16N，则根据同一直线二力合成，F2可能是水平向右，与F1同向，即也可能是水平向左，与F1反向，即故ABC错误，D正确。故选D。8．“美好的一天，从拉着行李箱返校学习开始”。图甲中的同学拉着行李箱健步行走在校园水平路面上，行李箱匀速前进并保持倾角不变。假如这一过程中行李箱（含箱内物体）受到的重力G如图乙所示，则该同学对行李箱施加的拉力有没有可能是图乙中的F1、F2？你的判断是（）A．F1可能，F2不可能 B．F1不可能，F2可能C．F1和F2都可能 D．F1和F2都不可能【答案】D【详解】由图乙知，F1的方向是竖直向上的，而重力是竖直向下的，若行李箱受到F1的作用，则它合力是竖直方向的，在水平方向上所受的力的合力为0，行李箱不能沿水平方向移动，所以F1不可能。将行李箱看做一个杠杆时，F2和G都使杠杆向顺时针转动，所以此时行李箱不可能在匀速前进的同时并保持倾角不变。故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。二、填空题9．用一根细线拴一块橡皮，甩起来，使橡皮绕手做圆周运动。这时，你会觉得橡皮需要用线拉住才不会跑掉（图），这说明力是_______________的原因，如果此时细线突然断开，它将做____________运动。【答案】

改变物体运动状态

匀速直线【详解】[1]橡皮绕手做圆周运动，橡皮的运动方向不断发生变化，所以橡皮的运动状态不断发生变化，橡皮需要用线拉住才不会跑掉，这说明力是改变物体运动状态的原因。[2]如果此时细线突然断开，此时橡皮所受外力全部消失，根据牛顿第一定律可知，它将做匀速直线运动。10．跳伞运动员在空中匀速下落时，伞和运动员受到的阻力与___________力是一对平衡力。若伞和运动员共重800N，则伞和运动员受到的阻力大小为___________N，方向___________。【答案】

重

800

竖直向上【详解】[1]跳伞运动员在空中匀速下落时，受力平衡，伞和运动员受到的阻力与伞和运动员受到的重力是一对平衡力。[2]平衡力大小相等，伞和运动员共重800N，则伞和运动员受到的阻力大小也为800N。[3]平衡力方向相反，重力方向竖直向下，则伞和运动员受到的阻力方向竖直向上。11．小恒同学用饮料瓶制作了一个“水火箭”，先往火箭里倒入适量的水，然后再打入一定量的气体。发射时，水会向下喷出，同时火箭冲向天空，如图所示。这个现象说明物体间力的作用是______；火箭在加速上升过程中处于______（选填“平衡”或“非平衡”）状态。【答案】

相互的

非平衡【详解】[1]发射时，水会向下喷出，水对火箭产生一个向上的反作用力使火箭冲向天空，说明物体之间力的作用是相互的。[2]火箭加速升空，运动状态不断发生变化，处于非平衡状态。12．成都锦江区在建一座名为“绿地中心”的地标性建筑，该建筑拟建高度468m，搭乘18m/s的超高速电梯，经历了加速、匀速、减速三个阶段，从底层到顶层不到30s。人乘箱式电梯竖直匀速上升的过程中，人受到的重力和电梯对人的支持力是一对____________（选填“平衡力”或“相互作用力”）；在电梯竖直加速上升的过程中，人受到的合力____________（选填“向上”“向下”或“为零”）。【答案】