3.5 二力平衡的条件 七下重难点优化与提高 - 答案

3.5二力平衡的条件考点目录考点一、平衡力与相互作用力辨别考点二、二力平衡受力分析考点三、二力平衡的条件（实验探究）习题训练：考点一、平衡力与相互作用力辨别1.（2020七下·温州月考）如图所示，在一根结实的细绳的一端栓一个小球，绳子的另一端固定在悬挂点O上，做成一个单摆。拉动小球到B处，放手后使它摆动起来，则小球在摆动过程中，下列说法正确的是(

)A.小球运动到最低处A时，小球受到的重力和绳子对小球的拉力是一对平衡力

B.小球运动到最高处B时，它对细绳拉力与它受到重力平衡

C.小球运动到最高处C时，细绳对它拉力与它受到重力平衡

D.小球摆动过程中不可能受到平衡力【答案】D【解析】平衡力的条件：大小相等，方向相反，作用在同一物体和同一直线上；如果物体保持静止状态或匀速直线运动状态，那么它处于平衡状态，受到平衡力。A.小球运动到最低处A时，由于它的运动轨迹是曲线，且此时它处于加速运动的结束，减速运动的开始，所以它没有处于平衡状态，肯定不受平衡力，故A错误；

B.小球运动到最高处B时，它对细绳拉力与它受到重力不在同一直线上，且没有作用在同一物体上，肯定不是平衡力，故B错误；

C.小球运动到最高处C时，细绳对它拉力与它受到重力不在同一直线上，肯定不是平衡力，故C错误；

D.小球摆动过程中肯定不是匀速直线运动，不处于平衡状态，因此肯定不受到平衡力，故D正确。

2.（2020七下·萧山期末）小金同学在科技馆观摩自行车走钢丝表演后回家做了一个模型，把挂了一个钩码的小自行车放在钢丝上，如图所示，下列说法正确的是（

）A.自行车的重力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力

B.自行车和所挂钩码总重力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力

C.自行车对钢丝的压力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力

D.自行车对绳的拉力与钩码的重力是一对平衡力【答案】B【解析】平衡力的四个条件：大小相等，方向相反，作用在同一物体和同一直线上，据此分析判断。A.钢丝对自行车的支持力等于自行车和钩码的总重力，肯定大于自行车的重力，那么它们肯定不是一对平衡力，故A错误；

B.自行车和所挂钩码总重力与钢丝对自行车的支持力，二者都作用在自行车上，且大小相等，方向相反，在同一直线上，肯定是平衡力，故B正确；

C.自行车对钢丝的压力作用在钢丝上，钢丝对自行车的支持力作用在自行车上，二者没有作用在同一物体上，肯定不是平衡力，故C错误；

D.自行车对绳的拉力作用在绳子上，钩码的重力作用在钩码上，二者没有作用在同一物体上，肯定不是一对平衡力，故D错误。

3.（2020七下·越城期末）重力相同的a、b两件货物在两台吊车钢索的牵引下竖直向上运动，它们运动的s-t图像分别如图12甲、乙所示，则在图像描述的运动过程中：(

)A.它们都做匀速直线运动

B.前6秒内，a货物运动的平均速度小于b货物运动的平均速度

C.b货物所受重力和钢索对它的牵引力是一对平衡力

D.a货物所受重力和钢索对它的牵引力是一对作用力与反作用力【答案】B【解析】A.根据甲图可知，s-t图像为一条斜线，那么甲做匀速直线运动；根据图乙可知，s-t图像为一条向下弯曲的曲线，那么乙的运动速度越来越小，不做匀速直线运动，故A错误；

B.前6s内，甲运动0.4m，乙运动0.6m，那么甲的平均速度为：v甲=s甲t甲=0.4m6s≈0.07m/s，乙的运动速度为：

A.扫把受到的重力和扫把对地球的吸引力是一对平衡力

B.扫把受到的重力和扫把对地面的压力是一对平衡力

C.扫把受到的重力和地面对扫把的支持力是一对相互作用力

D.地面对扫把的支持力和扫把对地面的压力是一对相互作用力【答案】D【解析】平衡力和相互作用力的相同点：大小相等、方向相反、作用在同一直线上；不同点：是否作用在同一物体上，据此判断。A.扫把受到的重力作用在扫把上，扫把对地球的吸引力作用在地球上，二者没有作用在同一物体上，肯定不是一对平衡力，故A错误；

B.扫把受到的重力作用在扫把上，扫把对地面的压力作用在地面上，二者没有作用在同一物体上，肯定不是一对平衡力，故B错误；

C.扫把受到的重力和地面对扫把的支持力都作用在扫把同一物体上，肯定不是相互作用力，故C错误；

D.地面对扫把的支持力作用在扫把上，扫把对地面的压力作用在地面上，二者大小相等、方向相反、作用在同一直线和两个物体上，肯定是一对相互作用力，故D正确。

考点二、二力平衡受力分析1.（2020七下·乐清期末）下列各图是利用每秒闪光30次的照像装置分别拍摄所得的小球四种运动情形，图中箭头表示运动的方向。其中小球受到平衡力作用的是（

）A.

B.

C.

D.【答案】D【解析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，它处于平衡状态，受到平衡力。A.时间相同时，相邻的距离间隔越来越大，可见小球在做加速运动，古A不合题意；

B.时间相同时，相邻距离的间隔越来越小，可见小球在做减速运动，故B不合题意；

C.时间相同，相邻距离间隔相同，那么小球在做匀速运动，由于它的运动轨迹是曲线，因此没有处于平衡状态，不受平衡力，故C不合题意；

D.运动轨迹为直线，且在相同的时间内相邻的距离间隔相等，即做匀速直线运动，因此处于平衡状态，受到平衡力，故D符合题意。

2.（2020七下·下城期末）如图所示，质量为m的物体静置于水平地面上，受到大小为mg的拉力F的作用后，该物体的运动状态是（

）A.静止在水平地面上

B.向上作变速运动

C.在水平地面上向左匀速直线运动

D.在水平地面上向右匀速直线运动【答案】A【解析】质量为m的物体受到的重力为：G=mg；当它受到大小为mg的拉力F作用后，两个力大小相等，方向相反，作用在同一物体和同一直线上，即二者相互平衡，那么物体肯定处于平衡状态，即静止在水平地面上，故A正确，而B、C、D错误。

3.（2020七下·上虞期末）物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图象如下图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度和时间图象如下图乙时，受到的水平推力为F2。两次推力时的速度分别为v1、v2。则下列关系正确的是(

)A.F1=F2

v1＞v2

B.F1=F2

v1＜v2

C.F1＞F2

v1＞v2

D.F1＜F2

v1＜v2【答案】B【解析】（1）根据图甲可知，物体在2s内通过了4m，那么速度为：v1=s1t1=4m2s=2m/s。根据乙图可知速度v2=4m/s，因此v1<v2；

（2）虽然速度不同，但是两种情况下物体都在做匀速直线运动，那么推力和摩擦力相互平衡，根据二力平衡的知识得到：F1=f1，F2=f2。由于物体对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，因此摩擦力f1=f2，那么FA.1∶1

B.3∶4

C.4∶7

D.7∶4【答案】A【解析】甲、乙两只降落伞质量相等，根据公式G=mg可知，它们的重力相等。当它们从空中匀速下降时，都处于平衡状态，即阻力和重力大小相等，因此它们受到的阻力大小相等，即阻力F甲：F乙=1：1，故A正确，而B、C、D错误。

5.（2020七下·湖州期末）某物体的重力作用点在C点，当其如图甲所示放置时，重力的作用线与物体的底面有交点A，物体能静止在桌面上。将该物体倒置后，重力的作用线延长后与底面无交点，与桌面有交点B（如图乙），物体将倒下，无法静止竖立。物体在如乙图所示情况下无法竖立的原因是物体所受重力与支持力无法满足（

）A.作用在同一个物体上

B.大小相等

C.方向相反

D.作用在同一条直线上【答案】D【解析】二力平衡的条件为：大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上，据此分析即可。如下图所示：

该物体受到的重力和支持力都作用在同一物体上，方向相反，大小相等，但是却没有作用在同一直线上，因此二者不能平衡，于是物体有倾倒的趋势，故D正确，而A、B、C错误。

6.（2020七下·吴兴期末）被细绳栓着的小球在足够大的水平冰面上绕O点做匀速圆周运动，速度为v，运动轨迹如图所示。某时刻细绳断了，一段时间后小球出现在P点，速度为v’。（不计任何阻力）（1）v’________v（选填“>”、“=”或“<”）（2）当小球匀速转动时，受到________（选填“平衡力”或“非平衡力”）。【答案】（1）=（2）非平衡力【解析】（1）根据牛顿第一定律可知，当细绳断裂后，小球在水平面上不再受任何力的作用，此时它会保持原来的运动状态，即保持细绳断裂时它所在位置的速度和方向，做匀速直线运动，因此v’=v；

（2）当小球匀速转动时，它的运动轨迹是曲线，因此做的不是匀速直线运动，即没有处于平衡状态，受到的是非平衡力。7.（2019七下·椒江期末）据报道，马丁和新西兰科研组发明了喷气式背包，马丁背上此背包飞上5000英尺（1.52公里）高空。并借助降落伞使它最终安全降落在地面上。这次飞行持续大约10分钟，是有史以来最长的一次。据马丁说，喷气式背包很好驾驭，它的飞行原理非常简单，请解释：（1）喷气式背包向下快速喷气，为什么会使人腾空而起？（2）若不考虑空气阻力的作用，要使“喷气式背包和人”沿某一方向匀速直线飞行，背包喷出气体的方向如何？为什么？【答案】（1）气式背包向下快速喷气时，背包对喷出的气体施加了一个向下的力，由于物体之间力的作用是相互的，气体对背包（和人）产生了向上的推力，且力能改变物体的运动状态，所以会使背包和人腾空而起。

（2）由于“喷气式背包和人”要保持匀速直线飞行，又因为不计空气阻力，则“喷气式背包和人”所受的重力和推力是一对平衡力。根据二力平衡的条件，则“它”所受推力方向与重力相反（即竖直向上）。又根据物体之间力的作用是相互的，则背包喷出气体的方向应该是竖直向下。【解析】（1）气式背包向下快速喷气时，背包对喷出的气体施加了一个向下的力，由于物体之间力的作用是相互的，气体对背包（和人）产生了向上的推力，且力能改变物体的运动状态，所以会使背包和人腾空而起。

（2）由于“喷气式背包和人”要保持匀速直线飞行，又因为不计空气阻力，则“喷气式背包和人”所受的重力和推力是一对平衡力。根据二力平衡的条件，则“它”所受推力方向与重力相反（即竖直向上）。又根据物体之间力的作用是相互的，则背包喷出气体的方向应该是竖直向下。考点三、二力平衡的条件（实验探究）1.（2020七下·越城期末）某同学在探究“二力平衡条件”的实验中，组装了如下实验装置：（1）实验时，向左盘和右盘同时放入一个不等重的砝码，这是木块仍然保持静止状态，产生这一现象的原因可能是________，此时木块受到的力是________（选填“平衡力”或“非平衡力”）。（2）怎样改进实验使效果更好？请写出其中的一条改进措施：________。【答案】（1）木块与桌面间存在摩擦力；平衡力（2）将木块换成小车【解析】（1）当左右两盘中的砝码重力不等时，木块受到的两个拉力大小不等，那么木块就有向合力的方向运动的趋势。根据摩擦力产生的条件可知，此时会木块后受到与合力方向相反的摩擦力。因为现在木块处于静止状态，所以它肯定受到平衡力，但是三个力的平衡，不是二力平衡。

（2）根据实验的要求，必须减小木块与桌面之间的摩擦力，据此设计改进措施。【解答】（1）实验时，向左盘和右盘同时放入一个不等重的砝码，这是木块仍然保持静止状态，产生这一现象的原因可能是木块与桌面间存在摩擦力，此时木块受到的力是平衡力。

（2）因为滚动摩擦比滑动摩擦小得多，所以改进措施为：将木块换成小车。2.（2020七下·越城期末）为了探究二力平衡的条件，张三同学设计了如图甲的实验（1）实验中发现两边的钩码质量不相等时，木块运动，质量相等时，木块静止，说明二力平衡的一个条件是力的________。（2）张三同学将木块扭转一个角度，松手后观察到小木块不能平衡，说明二力平衡的两个力必须作用在________。（3）在另一小组实验中，李四同学用小车代替木块，如图乙所示，同学们认为李四的实验装置优于张三的实验装置，其主要原因是________。【答案】（1）大小相等（2）同一直线上（3）滚动摩擦力小于滑动摩擦力【解析】（1）根据图片可知，木块两边受到的拉力都是由钩码的重力产生的。当钩码的质量不等时，拉力不等，木块运动；当钩码的质量相同时，拉力相等，木块处于平衡状态，确定哪个因素发生改变即可；

（2）分析将木块扭转后，影响二力平衡的哪个因素发生改变即可；

（3）如果木块和桌面之间的摩擦力太大，那么可能会出现一种情况：当两边钩码的质量不等时，木块仍然保持静止状态，此时两个拉力和摩擦力构成三力平衡，于是对得出结论会产生影响，因此在设计实验时应尽可能的减小研究物体与桌面之间的摩擦力。【解答】（1）实验中发现两边的钩码质量不相等时，木块运动，质量相等时，木块静止，说明二力平衡的一个条件是力的大小相等。

（2）张三同学将木块扭转一个角度，松手后观察到小木块不能平衡，说明二力平衡的两个力必须作用在同一直线上。

（3）在另一小组实验中，李四同学用小车代替木块，如图乙所示，同学们认为李四的实验装置优于张三的实验装置，其主要原因是滚动摩擦力小于滑动摩擦力。

3.（2020七下·椒江期末）在“探究二力平衡的条件”实验中，小柯和小妍分别设计了甲、乙两个方案(如图所示)。（1）同学们一致认为小妍的方案更好。为什么？（2）若使卡片在图乙位置失去平衡，可以用________方法来实现(写出一种方法即可)。（3）用小妍的方案进行实验时，有同学发现两细线不在同一直线上时(如图丙)，卡片也能静止，你认为造成这种现象的原因是________

；另有同学在实验过程中发现两边钩码数量不同时(如图丁)，小卡片也能静止，你认为造成这种现象的原因可能是________。（4）当实验现象与理论不匹配时，下列做法中可取的是（

）。A.否定相应的理论

B.放弃实验，直接认同相应的理论

C.查阅资料，了解理论的适用条件

D.认真分析，寻找原因【答案】（1）小柯的方案中，木块受到桌面的摩擦力，当它平衡力是，其实是两个拉力和摩擦力形成的三力平衡，而小妍的方案中，卡片不会受到摩擦力

（2）扭转卡片

（3）卡片受到重力，此时是两个拉力和重力形成的三力平衡；滑轮和转轴之间的摩擦力较大，从而形成两个拉力和摩擦力的三力平衡

（4）C,D【解析】（1）同学们一致认为小妍的方案更好，理由是：小柯的方案中，木块受到桌面的摩擦力，当它平衡力是，其实是两个拉力和摩擦力形成的三力平衡，而小妍的方案中，卡片不会受到摩擦力；

（2）若使卡片在图乙位置失去平衡，可以用扭转卡片方法来实现；

（3）用小妍的方案进行实验时，有同学发现两细线不在同一直线上时(如图丙)，卡片也能静止，我认为造成这种现象的原因是：卡片受到重力，此时是两个拉力和重力形成的三力平衡；另有同学在实验过程中发现两边钩码数量不同时(如图丁)，小卡片也能静止，我认为造成这种现象的原因可能是：滑轮和转轴之间的摩擦力较大，从而形成两个拉力和摩擦力的三力平衡。

（4）当实验现象与理论不匹配时，下列做法中可取的是：查阅资料，了解理论的适用条件；认真分析，寻找原因，故选CD。

4.（2019七下·余杭月考）为了探究物体的运动规律，小马找来了用过的输液器和瓶子，设计了两套装置(如图甲、乙)。选择其中一套合理的装置，通过调节使水匀速滴出；他以小车为研究对象，在车尾处粘上长纸条，让小车拖着的纸条经过滴管出口的正下方。改变小车的运动状态，经过多次实验后，得到了数个带有“滴痕”的长纸条，选择其中两个纸条(如下右图所示)进行研究。（1）为保证水持续匀速滴出，合理的装置应该是________，这样可以保证在纸条上得到的任意相邻两个“滴痕”的间隔时间________。（2）通过对A、B纸条上“滴痕”的分析，你认为小车两次分别做什么运动?A是________运动，B是________运动。【答案】（1）乙；相等（2）匀速直线运动；变速直线运动【解析】甲图中，随着水的滴出，水面的高度下降，压强减小，因此水流速度会逐渐减慢；乙图中，当水的压强减小时，外面的空气会沿着进气管进入瓶内，补充减小的压强，使瓶口处的压强始终等于标准气压，进而水滴可以保持匀速滴出。

（1）为保证水持续匀速滴出，合理的装置应该是乙，这样可以保证在纸条上得到的任意相邻两个“滴痕”的间隔时间相等；

（2）A纸条：相邻的两点之间距离相等，时间也相等，根据v=st可知，小车的运动速度相等，即做匀速直线