5.力的合成与平衡力（讲义）

浙教版中考科学一轮复习力的合成与平衡力力的合成、一对平衡力、二力平衡的应用【知识点分析】一.二力平衡1.一对平衡力：当一个物体受到两个力的作用可以保持平静止或匀速直线运动时，这两个力也叫一对平衡力2.二力平衡的条件探究：（1）大小相等：受力平衡要力的大小相等（2）方向相反：对于一个物体的两个力方向相反才能平衡（3）作用在同一直线上：作用在同一直线上的两个力才能平衡（4）作用在同一物体上：满足以上三个条件的力还得作用在同一物体上。3.力的合成【例题分析】1．农忙季节小强帮助爸爸干农活，爸爸用600N的拉力向前拉车，小强用200N的推力向前推车，他们合力的大小和方向分别是（）A．800N

向前 B．600N

向前 C．400N

向后 D．200N向后【答案】A【解析】已知小强和他爸爸用力的方向相同，都水平向前，并且在同一条直线上，所以其合外力为二力之和，即F＝F1+F2＝600N+200N＝800N方向水平向前。故B、C、D不符合题意，A符合题意。2．如图所示，无风时站在地面上的小蚂蚁骄傲地托着果实。下列说法正确的是（）A．蚂蚁受到的重力和地面的支持力是一对平衡力B．果实受到的重力和蚂蚁的支持力是一对相互作用力C．果实能够静止，是因为蚂蚁对它的支持力大于果实受到的重力D．蚂蚁受到果实对它的压力和地面对它支持力的合力大小与重力大小相等【答案】D【解析】A．地面对蚂蚁的支持力大小等于果实和蚂蚁的重力之和，故蚂蚁受到的重力和地面对它的支持力大小不等，不是一对平衡力，故A错误；B．果实受到的重力和蚂蚁对它的支持力是作用在同一个物体上的两个力，是一对平衡力，不是一对相互作用力，故B错误；C.果实能够静止，是因为蚂蚁对它的支持力等于果实受到的重力，处于平衡状态，C错误；D．地面对蚂蚁的支持力大小等于果实和蚂蚁的重力之和，因此蚂蚁受到果实对它向下的压力和地面对它向上的支持力的合力大小与重力大小相等，故D正确。3．如图甲，光滑水平面上A物体受到水平向右的推力F1＝6N、拉力F2＝8N作用；图乙B物体重50N，现用竖直向上F＝50N的力拉，则A、B两物体受到的合力分别是（）A．14N，100NB．14N，0NC．2N，0N D．2N，100N【答案】B【解析】如图甲F1、F2都作用在A物体上，方向相同，且在一条直线上，F1、F2的合力如图乙，B物体所受重力方向竖直向下，拉力方向竖直向上，方向相反、在一条直线上，合力综上分析，故ACD不符合题意，B符合题意。4．如图所示用力F将小球压至D点弹簧始终处于弹性限度内、撤去力F后，小球从静止开始向上运动、到达C位置时小球所受弹力大小等于重力，B位置是弹簧自身长度的位置，A位置是小球到达的最高点、整个过程不计空气阻力，下列说法中正确的是（）A．在B位置小球受力平衡B．从D到B位置过程中小球先减速后加速C．在A位置小球不受力D．从D到A位置过程中小球受到的合力先减小再增大后不变【答案】D【解析】A．B位置是弹簧自身长度的位置，此时弹簧不发生形变，不产生弹力，此时小球只受重力作用，受力平衡时需要两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，故A错误；B．小球在D点时弹簧被压缩，弹簧对小球的弹力方向向上，从D到C的运动过程中，弹簧的形变量越来越小，弹力减小，但此时仍有弹力大于重力，故小球加速运动。经过C点后弹力继续减小，此时弹力小于重力，小球合力方向向下，与小球运动方向相反，小球减速运动，故B错误；C．小球在A位置时不与其他物体接触，只受重力作用，故C错误；D．小球在D到C的过程中，弹力向上、重力向下，所受合力为F=F弹GD到C过程中弹簧形变逐渐减小，F弹减小，G不变，故合力减小。小球从C到B过程中弹力小于重力此时合力F=GF弹弹力逐渐减小时合力F逐渐增大。小球离开B点后只受重力作用，合力等于重力，B到A过程中合力不变。故D正确。5．第24届冬奥会已于2022年2月在北京张家口圆满落幕。如图所示，当运动员穿着滑雪板在水平雪地上进行滑行训练时，下列说法中正确的是（）A．穿滑雪板是为了减小对雪地的压力B．滑雪板对雪地的压力就是人受到的重力C．雪地对滑雪板的支持力和滑雪板对雪地的压力是相互作用力D．滑雪板受到的重力和雪地对滑雪板的支持力是一对平衡力【答案】C【解析】A．滑雪板可以增加人与雪面的接触面积，在压力一定情况下，减小了人对雪面的压强，不是压力，故A错误；B．滑雪板对地面的压力等于人和滑雪板受到的重力之和，故B错误；C．雪地对滑雪板有一个向上的支持力，由于物体之间力的作用是相互的，故滑雪板也会对雪地有一个作用力，即压力，竖直方向上，人和滑雪板整体处于平衡态，这里的压力和支持力大小相等、方向相反，是一对作用力和相互作用力，故C正确；D．竖直方向上，人和滑雪板整体处于平衡态，故滑雪板和人的总重力等于滑雪板受到的支持力，因此滑雪板受到的支持力大于滑雪板自身的重力，这两个力不是一对平衡力，故D错误。6．如图所示的装置中，甲物重10N，乙物重8N。甲、乙均保持静止状态，不计弹簧测力计自重。则甲受到的合力和弹簧测力计的示数分别是（）A．0N，16N B．0N，8N C．2N，8N D．2N，16N【答案】B【解析】AD．对乙进行受力分析，乙受到了重力和绳子的拉力，乙处静止状态，乙受平衡力，故拉力等于乙的重力，故绳子的拉力为8N，故AD不符合题意；BC．由于甲处于静止，甲处于平衡态，甲受的合力为0，故B符合题意；C不符合题意。7．物块A静止在粗糙程度均匀的水平桌面上，如图甲所示，物块A受到水平拉力F的作用，拉力F随时间t的变化关系如图乙所示。小萍从t=0开始。每隔2s记录一次物块A的位置（用“·”表示物块A），如图丙所示。则下列说法正确的是（）A．0～6s内，物块A不受摩擦力B．6s～12s内，物块A受到的摩擦力为9NC．12s～18s内，物块A受到的合力为0ND．第18s末，若撤掉拉力F，物块A会立即静止【答案】C【解析】A．0～6s物体没有运动，保持静止状态，在水平方向受到平衡力作用，即拉力和摩擦力平衡，此时拉力为3N，所以受到的摩擦力也是3N，故A错误；B．由图丙可知，6s～12s内，物块A做加速运动，物体A受到的拉力大于受到的摩擦力，此时拉力是9N，所以摩擦力小于9N，故B错误；C．12s～18s内，物块A做匀速直线运动，物体受平衡力的作用，合力为0，故C正确；D．第18s末，若撤掉拉力F，由于惯性，物块A会继续运动一段距离，故D错误。8．2022年第24届北京冬奥会即将开启，为了让同学们更好地了解冬奥知识，体验冰雪文化，很多学校开展了迎冬奥相关的主题实践活动。冰壶运动是在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，很有观赏性。某学校在实践活动中安排了旱地冰壶体验项目。旱地冰壶突破场地限制，在平滑地面即可进行。如图所示运动员将冰壶甲掷出去，其在水平面上做减速直线运动，经过一段时间，冰壶甲与赛道上的冰壶乙相撞，最终均停在地面上、不计空气阻力。冰壶甲在水平面上做减速直线运动的过程中（）A．只受重力 B．只受重力、摩擦力C．只受支持力、摩擦力 D．只受重力、支持力、摩擦力【答案】D【解析】冰壶甲在减速运动的过程中，在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，二力大小相等，方向相反，二力平衡；在水平方向上冰壶受到向后的摩擦力作用，在摩擦力的作用下，冰壶做减速运动，因此冰壶只受重力、支持力、摩擦力三个力的作用。故D符合题意，ABC不符合题意。9．如图所示，一只鱼鹰发现河面上的鱼，沿虚线斜向下匀速俯冲，在此过程中空气对鹰的作用力的方向是（）A．① B．② C．③ D．④【答案】B【解析】鱼鹰正沿直线朝斜向下方向匀速俯冲，处于平衡状态，则鱼鹰的重力和空气对它的作用力是一对平衡力；因为重力的方向始终竖直向下，故空气对它的作用力的方向是竖直向上的，即②所示的方向，故B符合题意，ACD不符合题意。10．如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速滑动，图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像。下列说法正确的是（）A．木块两次受到的拉力和摩擦力均相等 B．木块第1次受到的拉力较大C．木块第2次受到的摩擦力较大 D．木块两次运动的速度相等【答案】A【解析】A．用弹簧测力计拉木块沿水平木板匀速滑动，木块做匀速直线运动，不论其速度大小如何，都受到平衡力的作用，在水平方向上，摩擦力和拉力是一对平衡力；故两次实验的拉力和摩擦力均相等；故A正确；B．滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，两次实验中，虽然速度变化了，但压力和粗糙程度不变，故两次的摩擦力不变，而拉力与摩擦力是平衡力，故拉力相同；故B错误；C．滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，两次实验中，虽然速度变化了，但压力和粗糙程度不变，故两次的摩擦力不变；故C错误；D．从图像中可看出，第一次实验的速度大于第二次的速度；故D错误。11．如图甲所示，物体受到水平向右的拉力F，F的大小与时间t的关系如图乙所示，对应的物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示，分析图象可知（）A．t=0.5s，物体静止，不受摩擦力作用B．t=1.5s，物体受到的摩擦力为3NC．0~3s内，物体运动的路程为12mD．3s后撤去F，一段时间内物体受到的摩擦力为2N【答案】D【解析】A．由vt图像可知，t=0.5s，物体的速度为0，处于静止状态，拉力与摩擦力是一对平衡力；由Ft图像可知，0~1s拉力F=1N，所以t=0.5s时物体受到的摩擦力为1N，故A不符合题意；B．由图丙可知，2s~3s内物体做匀速直线运动，拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，由图乙可知，2s~3s内拉力大小为2N，所以物体所受滑动摩擦力大小为2N，由图丙可知，t=1.5s，做加速运动，拉力大于摩擦力，由图乙可知，此时拉力为3N，与2s~3s内相比，压力大小以及接触面的粗糙程度没变，滑动摩擦力仍为2N，故B不符合题意；C．物体1~3s内运动，若一直以4m/s的速度运动，则物体运动的路程为而1~2s时物体做加速运动，平均速度小于4m/s，则0~3s内，物体运动的路程小于8m，故C不符合题意；D．若3s时撤去F，因为具有惯性，物体依然会继续向前运动一段距离，此时物体水平方向上只受滑动摩擦力作用，物块将做减速直线运动，所以一段时间内物体受到的摩擦力为2N，故D符合题意。12．如图甲所示，这是小乐所用的一款免打孔家用单杠，单杠的两端设置了如图乙所示的防滑垫，安装时只需要调节单杠的长度，就可以将单杠安装在两墙之间。当小乐吊在单杠上并处于静止状态时，下列说法正确的是（）A．小乐所受重力的施力物体是吊环B．单杆两端设置防滑垫的目的是减小摩擦C．安装单杠时调节单杠长度的目的是通过增大压力来增大摩擦D．小乐对吊环的拉力和吊环对小乐的拉力是一对平衡力【答案】C【解析】A．小乐所受重力的施力物体是地球，不是吊环，故A错误；B．单杆两端设置防滑垫的目的是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，防止单杠滑落，故B错误；C．安装单杠时调节单杠长度的目的是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦，故C正确；D．小乐对吊环的拉力和吊环对小乐的拉力，没有作用在同一物体上，因此不是一对平衡力，是一对相互作用力，故D错误。13．如图所示，叠放在一起的A、B两个石块静止在水平地面上，下列说法正确的是（）A．B石块受重力和A石块对B的压力是一对平衡力B．B石块所受重力和地面对B的支持力是一对平衡力C．B石块对A的支持力和A石块的重力是一对平衡力D．A石块对B的压力和B石块对A的支持力是一对平衡力【答案】C【解析】A．B石块受重力和A石块对B的压力的方向相同，不是一对平衡力，故A错误；B．地面对B的支持力等于B和A的总重力，故B石块所受重力和地面对B的支持力的大小不同，因而不是一对平衡力，故B正确；C．B石块对A的支持力与A受到的重力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在同一个物体上，所B对A的支持力和A石块的重力符合二力平衡的条件，是一对平衡力，故C正确；D．A石块对B的压力和B石块对A的支持力是两个物体间的相互作用力，没有作用在同一个物体上，不是一对平衡力，故D错误。14．在“探究二力平衡的条件”实验中，下列说法中你不同意的是（）A．小明同学认为这三种实验器材丙图最为合理B．乙图，在两侧挂上等质量的钩码，纸片保持静止，挂上质量不等的钩码，不能保持静止，说明平衡的两个力的大小相等C．乙图，将纸片转动一定的角度，释放后纸片马上转回来，说明平衡的两个力一定作用在一条直线上D.乙图，将纸片撕开，两瓣纸片都不能保持静止，说明平衡的两个力必须作用在同一物体上【答案】A【解析】A．在实验的过程中，为了减少摩擦力对实验结论的影响，实验过程中，尽量减小摩擦，图中乙受到的摩擦力最小，甲其次，丙的摩擦力较大，故乙是最合理的，并不是丙图最为合理，故A符合题意；B．乙图，在两侧挂上等质量的钩码，钩码的重力是相同的，对纸片的拉力相同，纸片保持静止，挂上质量不等的钩码，拉力不同，纸片不能保持静止，说明平衡的两个力的大小相等，故B不符合题意；C．乙图，将纸片转动一定的角度，钩码的拉力不在同一条直线上，释放后纸片马上转回来，两个拉力在同一条直线上，这说明平衡的两个力一定作用在一条直线上，故C不符合题意；D．乙图，将纸片撕开，钩码的两个力没有作用在同一个物体上，两瓣纸片都不能保持静止，说明平衡的两个力必须作用在同一物体上，故D不符合题意。15．如图所示，骑自行车出行郊游，是一种时尚、环保的生活方式，当我们在平直路面上匀速向前骑行时，以下说法正确的是（）A．若自行车停下，惯性就消失了B．自行车受到的动力大于自行车受到的阻力C．自行车轮胎上有凹凸不平的花纹，是为了增大摩擦D．若运动的自行车所受的力全部消失，自行车将静止【答案】C【解析】A.惯性是物体的属性，只和物体的质量有关，运动停止，惯性不会消失，A错误；B．自行车匀速运动时，处于平衡状态，故动力和阻力是一对平衡力，二者大小相等，故B错误；C．自行车轮胎上的花纹增大了粗糙程度，可以增大摩擦力，故C正确；D．根据牛顿第一定律可知，运动的自行车受到的力全部消失，自行车会做匀速直线运动，故D错误。16．如图所示，某同学顺着竖直的杆匀速下滑，他受到的滑动摩擦力为f杆，顺着比杆粗糙的绳匀速向上爬，他受到的滑动摩擦力为f绳，则（）A．；f杆方向向上，f绳方向向下B．；f杆方向向上，f绳方向向下C．；f杆、f绳方向均向上D．；f杆、f绳方向均向下【答案】C【解析】同学在沿绳匀速上升或杆匀速下滑时，受到的是竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力；由题意可知，同学始终是匀速直线运动，处于平衡状态，所以，摩擦力与重力是一对平衡力，大小均与重力相同，因此；摩擦力方向与重力方向相反，竖直向上。故C符合题意，ABD不符合题意。17．如图所示，吊在天花板下面的电灯处于静止状态，下列说法正确的是（）A．灯对灯绳的拉力与灯绳对灯的拉力是一对平衡力B．绳对天花板的拉力与绳对灯的拉力是一对平衡力C．绳对灯的拉力与灯的重力是一对相互作用力D．灯对地球的引力与地球对灯的引力是一对相互作用力【答案】D【解析】A．灯对灯绳的拉力与灯绳对灯的拉力没有作用在同一物体上，不是一对平衡力，故A错误；B．绳对天花板的拉力与绳对灯的拉力没有作用在同一物体上，不是一对平衡力，故B错误；C．吊灯受到了重力和灯绳对它的拉力大小相等，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错误；D．灯对地球的引力与地球对灯的引力大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在不同的物体上，是一对相互作用力，故D正确。18.在“研究滑动摩擦力大小”实验中，将木块A放置水平木板B上，加载一个砝码，把一只测力计系在A上，如图所示。当向左拉动B时，测力计指针稳定。下列讨论中正确的是（）A．A受到的重力与B对A的支持力是一对平衡力B．A受B的摩擦力与测力计对A的拉力是一对相互作用力C．B受到地面的摩擦力的大小为2.4N，方向向右D．若增大拉动B的速度，测力计的示数不变【答案】D【解析】A．B对A的支持力等于A的重力与砝码的重力之和，故A受到的重力与B对A的支持力大小不等，所以A受到的重力与B对A的支持力不是一对平衡力，故A错误；B．A受B的摩擦力与测力计对A的拉力是作用在同一物体上的两个力，所以不是一对相互作用力，故B错误；C．由图示弹簧测力计可知，其分度值为0.2N，示数为2.4N，A处于平衡状态，由二力平衡条件可知，A受到的滑动摩擦力；A相对于B向右滑动，则A受到向左的滑动摩擦力，因为物体间力的作用是相互的，所以B受到A的摩擦力为2.4N，方向水平向右，由于B物体的运动情况未知、向左的拉力未知，所以不能确定B受到地面的摩擦力的大小，故C错误；D．A、B间的摩擦力是滑动摩擦力，滑动摩擦力与物体间接触面的粗糙程度和物体间的压力有关，与物体的运动速度无关；如果增大拉动B的速度，接触面的粗糙程度、物体间的压力保持不变，物体间的滑动摩擦力不变，由力的平衡条件可知，测力计的示数不变，故D正确。19．很多的杂技表演都要讲求“平衡”，如图是一杂技表演的情景，女演员单手撑在男演员身上，二者都处于静止状态，在下列各对力中属于平衡力的是（）A．女演员对男演员的压力和男演员对女演员的支持力B．男演员受到的重力和地面对男演员的支持力C．女演员受到的重力和男演员对女演员的支持力D．男演员对地面的压力和地面对男演员的支持力【答案】C【解析】A．女演员对男演员的压力作用在男演员上，男演员对女演员的支持力作用在女演员上，二力作用在两个物体上，是一对相互作用力，不是一对平衡力，故A不符合题意；B．地面对男演员的支持力等于男演员和女演员重力之和，大于男演员受到的重力，所以男演员受到的重力和地面对男演员的支持力不是一对平衡力，故B不符合题意；C．女演员受到的重力和男演员对女演员的支持力，二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上，故C符合题意；D．男演员对地面的压力作用在地面上，地面对男演员的支持力作用在男演员上，二力作用在两个物体上，是一对相互作用力，不是一对平衡力，故D不符合题意。20．甲、乙、丙、丁四个木块的质量均为2kg，分别置于相同的水平桌面上，并对木块施以两个方向相反的水平力，图为四个木块的受力情形及其运动状态，则此时哪一个木块所受合力大小可能为1N（）A．甲木块静止在水平桌面上B．乙木块向右做匀速度直线运动C．丙木块向左做加速直线运动D．丁木块向左运动【答案】C【解析】A．甲图中，二力的方向相反，但木块静止，说明木块还受到摩擦力的作用，在三个力的作用下，木块处于平衡状态，其所受合力为零，故A不符合题意；B．乙图中，二力的方向相反，但木块向右做匀速直线运动，说明木块还受到摩擦力的作用，在三个力的作用下，木块处于平衡状态，所受合力为零，故B不符合题意；C．丙图中，木块受到两个拉力和桌面的摩擦力，共三个力的作用，木块做加速运动，合力不为0，合力可能为1N，故C符合题意；D.丁图中，丁木块向左运动，由于不知道运动状态，无法判定合力的大小，D不符合题意。21．如图是北京奥运会上为我国赢得首金的陈燮霞在比赛中成功举起杠铃的精彩瞬间，此时杠铃稳稳地静止着。关于该图片所反映的情景，从力的角度分析，下列说法正确的是（）A．杠铃只受到陈燮霞对它的支持力作用B．杠铃受到重力和陈燮霞对它的支持力作用，这一对力是平衡力C．陈燮霞所受杠铃对她的压力和地面对她的支持力的合力为零D．陈燮霞所受杠铃对她的压力和地面对她的支持力的合力方向向下【答案】B【解析】A．杠铃除了受陈燮霞对它的支持力外，还受重力，故A错误；B．杠铃受到重力和陈燮霞对它的支持力符合二力平衡的四个条件，是平衡力，故B正确；C．陈燮霞所受杠铃对她的压力和地面对她的支持力大