3.5二力平衡的条件（讲义）（解析版）

浙教版七年级下册第三章第5节二力平衡【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。3.一对平衡力与相互作用力【例题分析】一、单选题1．探究“同时作用在一个物体上，沿同一直线方向相同的二个力的合成”的实验过程中，部分情景如图所示，下列说法错误的是（）A．实验中，前后两次同一根橡皮筋伸长的长度相同，这是采用控制变量法B．根据实验现象可以发现此情境下两个力的合力方向与任何一个力方向相同C．实验中可以发现此情景下两个力的合力大小大于任何一个力D．如果将F1，F2同时作用在橡皮筋上，而F作用在弹性绳上，则无法完成实验探究【答案】A【解析】A．探究同一直线方向相同的二个力的合成实验，应采用等效替代法，保证一个力的作用效果与几个力的作用效果相同，故A错误，符合题意；B．由实验现象可知，同一直线上方向相同的两个力的合力，合力方向与任何一个力方向相同，故B正确，不符合题意；C．由实验可知，合力和两个分力的关系为F=F1+F2，,两个力的合力大小大于任何一个力，故C正确，不符合题意；D．橡皮筋和橡皮绳是不同的弹性物体，伸长到相同长度时所用力的大小一般是不同的，不能说F就是F1、F2的合力，无法完成实验探究，故D正确，不符合题意。2．在学习了弹簧测力计后，小李同学正在利用弹簧测力计测量一个金属块的重力，如图所示，下列说法正确的是（）A．弹簧测力计不能测量斜向的力B．读数时，金属块受到的力的合力为0C．该弹簧测力计的分度值为0.1ND．此时弹簧测力计的示数为2.2N【答案】B【解析】A．弹簧测力计使用时可以是竖直放置，也可以水平或倾斜使用，只要拉力和弹簧测力计的外壳保持平行即可，故A错误；B．弹簧测力计测量拉力的大小时，为了使测量结果更准确，要控制被测物体处于静止状态或匀速直线运动状态，此时物体受到的合力为0，故B正确；C．由图可知，0~1N之间有5个小格，弹簧测力计的分度值为0.2N，故C错误；D．弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为2.4N，故D错误。3．如图，放在水平面上物体受到水平力F1=9N和F2=4N的作用时，物体处于静止状态。如果只将F1撤去，下列说法正确的是（）A．将向左运动 B．将向右运动C．所受合力为零 D．所受摩擦力方向不变【答案】C【解析】当物体受到两个水平推力F1=9N和F2=4N的作用时，处于静止状态，物体在水平方向上受到平衡力的作用，由力的平衡，此时的摩擦力大小为f=F1-F2=9N-4N=5N方向水平向左，即物体的最大静摩擦力不小于5N。如果只将F1撤去后，物体受到水平向左的4N的力作用，此力小于最大静摩擦力，则此时物体将处于静止状态，此时所受摩擦力大小为4N，方向与F2的方向相反，即物体所受摩擦力方向右；因物体处于静止状态，故所受合力为0，故ABD不正确，C正确。4．荡秋千是儿童喜爱的一项体育运动，当秋千荡到最高点时，关于小孩受力和运动情况的说法，正确的是（）A．小孩受到的合力为零B．若绳子突然断开，小孩将沿着所示的方向运动C．若绳子突然断开，小孩将沿着所示的方向运动D．若小孩受到的外力突然都消失，他将做匀速直线运动【答案】C【解析】A．当秋千荡到最高点时，受重力，绳的拉力，小孩并不是处于平衡状态，因此受到的合力不为零，故A错误；BC．当秋千荡到最高点时，小孩子处于“瞬间静止”状态，此时若绳子突然断开，小孩只受重力的作用，因此他将沿着所示a的方向运动，故B错误、C正确；D．当秋千荡到最高点时，小孩子处于“瞬间静止”状态，若小孩受到的外力突然都消失，他将保持静止，故D错误。5．重力为1.1N的小球，竖直向上抛出，上升和下降过程中受到空气的阻力都是0.2N，小球在上升和下降时受到的合力的大小和方向正确的是（

）A．上升时大小为1.3N，方向竖直向下，下降时大小为0.9N，方向竖直向上B．上升时大小为1.3N，方向竖直向下，下降时大小为0.9N，方向竖直向下C．上升时大小为0.9N，方向竖直向下，下降时大小为1.3N，方向竖直向上D．上升时大小为1.3N，方向竖直向上，下降时大小为0.9N，方向竖直向下【答案】B【解析】小球受到竖直向下的重力G=1.1N，阻力f=0.2N，小球上升时，阻力竖直向下，小球受到的合力F合=G+f=1.1N+0.2N=1.3N重力方向竖直向下，阻力方向竖直向下，则合力方向竖直向下，小球下降时，阻力竖直向上，小球受到的合力F合=G-f=1.1N-0.2N=0.9N所以小球受到的合力竖直向下，故B符合题意，ACD不符合题意。6．甲、乙两个物体（）在起重机钢绳的牵引下竖直向上运动，们的s-t图像如图所示，则（）A．乙受到的合力较大 B．甲受到的合力较大C．甲受到的钢索拉力较大 D．甲、乙受到钢索拉力相等【答案】D【解析】AB．由图像可知，甲乙都做匀速运动，处于平衡状态，所以受到的合力都为0，故AB不符合题意；CD．由于甲乙都做匀速运动，所以甲乙所受的拉力与物体重力相等，因为，所以甲乙受到的钢索拉力相等，故C不符合题意，D符合题意。7．如图所示，两匹马各用1000N的力沿完全相反的方向拉一弹簧测力计，设此时弹簧测力计的示数为F1，弹簧测力计所受的合力为F2，则（）A．F1=1000N，F2=0 B．F1=F2=2000NC．F1=F2=1000N D．F1=0，F2=1000N【答案】A【解析】因为弹簧是在1000N的拉力下被拉长的，所以弹簧测力计的示数F1为1000N；又因为弹簧测力计处于静止状态，所以这两个力是平衡力，因此弹簧测力计所受的合力F2为0N。故A符合题意，BCD不符合题意。8．如图所示，用细线将物体A悬挂在顶板上，B物体放在水平地面上。A、B间有一劲度系数为100N/m的轻弹簧（劲度系数为100N/m，即该弹簧每受到100N的力，压缩或伸长1m），此时弹簧压缩了2cm。已知细线受到的拉力为3N，地面对B的支持力为5N，则A、B两物体的重力分别是（）A．1N和7NB．5N和3NC．7N和3ND．5N和7N【答案】B【解析】由题意可知，弹簧压缩了2cm，则弹簧的弹力为对物体A受力分析可知，物体A受到向上的弹簧的弹力F弹，细线对物体A向上的拉力F拉，向下的重力GA，因物体A处于静止状态，受力平衡，有解得物体A的重力为对物体B受力分析可知，物体B受到向下的重力GB，向下的弹簧弹力F弹，地面对物体B向上的支持力F支，因物体B处于静止状态，受力平衡，有解得物体B的重力为故可知ACD不符合题意，B符合题意。9．如图所示，将一木块放在弹簧上，用手压木块，弹簧被压缩。松开手，木块竖直向上飞起直到最高点。下列说法正确的是（）A．手压木块时，手对木块的压力与弹簧对木块的支持力是一对平衡力B．弹簧恢复原状过程中，物体竖直向上做加速运动C．木块在刚离开弹簧时，所受合力方向已经竖直向下D．木块到达最高点时，处于静止状态【答案】C【解析】A．手压木块时，手对木块竖直向下的压力、木块竖直向下的重力与弹簧对木块竖直向上的支持力构成平衡力，压力小于支持力，不是一对平衡力，故A错误；B．弹簧恢复原状过程中，弹簧对物体的弹力先大于物体的重力，然后等于物体的重力，最后小于物体的重力，所以物体竖直向上先做加速运动，再做减速运动，故B错误；C．木块在刚离开弹簧时，当物体只受到重力作用，所以合力方向竖直向下，故C正确；D．木块到达最高点时，物体只受到重力作用，受到非平衡力的作用，不是平衡状态，所以木块不是静止的，故D错误。10.如图表示作用在同一直线上的两个力，F1=6牛，F2=4牛，则它们的合力大小和方向是（）A．10牛，方向与F2方向相同 B．10牛，方向与F1方向相同C．2牛，方向与F2方向相同 D．2牛，方向与Fl方向相同【答案】D【解析】由于这两个力是同一直线上的方向相反的两个力，所以它们的合力大小等于两个力之差，方向与较大的力相同，即大小是F=F1-F2=6N-4N=2N方向与F1方向相同，故D符合题意，ABC不符合题意。11．如图所示，是无人驾驶汽车在平直公路上匀速行驶的情景，下列说法正确的是（）A．汽车向前运动的过程中牵引力小于阻力B．汽车向前运动的过程中牵引力大于阻力C．汽车的重力和地面对汽车的支持力是一对平衡力D．汽车对地面的压力和汽车的重力是一对相互作用力【答案】C【解析】AB．汽车在平直公路上匀速行驶时处于平衡状态，在水平方向上受到的阻力、牵引力是一对平衡力，所以水平方向上阻力等于牵引力，故AB错误；C．汽车受到的重力和地面对汽车的支持力两个力大小相等、方向相反，作用在同一个物体上，是一对平衡力，故C正确；D．汽车对地面的压力和汽车的重力方向相同，不是相互作用力，故D错误。12．如图所示，滑雪者爱好者正在雪地上滑行，下列说法正确的是（）A．用撑杆撑地进行加速，利用了力的相互作用B．穿上滑雪板，是为了减小对雪地的压力C．滑雪板对雪地的压力大于雪地对滑雪板的支持力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】A【解析】A．他用撑杆撑地时，给地一个力的作用，同时地面也给撑杆一个反作用力，使运动员加速前进，这是利用了力的相互作用，故A正确；B．运动员穿上滑雪板，是增大受力面积，以减小对雪地的压强，故B错误；C．雪地对滑雪板的支持力和滑雪板对雪地的压力是一对相互作用力，滑雪板对雪地的压力等于雪地对滑雪板的支持力，故C错误；D．雪地对滑雪板的支持力等于滑雪板和人受到的重力之和，故滑雪板受到的重力和雪地对滑雪板的支持力大小不相等，所以不是一对平衡力，故D错误。13．定期体检是保证中小学学生健康的最有效手段之一，如图是体检时测量身高体重的情景，下列说法正确的是（）A．人对台秤的压力和台秤对人的支持力是一对平衡力B．人对台秤的压力就是人的重力C．台秤所受的重力和地面对台秤的支持力是一对平衡力D．地面对台秤的支持力和台秤对地面的压力是一对相互作用力【答案】D【解析】A．人对台秤的压力和台秤对人的支持力是作用在不同物体上的两个力，所以不是一对平衡力，故A错误；B．人对台秤的压力，施力物体是人，受力物体是台秤；人受到的重力的施力物体是地球，受力物体是人。两个力的施力物体和受力物体都不相同，所以这两个力不是同一个力，故B错误；C．地面对台秤的支持力等于台秤和人的总重力，故台秤所受的重力和地面对台秤的支持力大小不相等，不是一对平衡力，故C错误；D．地面对台秤的支持力和台秤对地面的压力同时作用在台秤和地面上，是一对相互作用力，故D正确。14．在水平面上有甲、乙两个物体，某段时间内其路程—时间图像如图所示。则这段时间内甲、乙两物体在水平方向上的受力情况可能是（）A．两物体都受平衡力作用 B．两物体都受非平衡力作用C．甲受平衡力作用，乙受非平衡力作用 D．甲受非平衡力作用，乙受平衡力作用【答案】A【解析】由图像可知，甲通过的路程与时间成正比，乙静止不动，因此甲做匀速直线运动，乙处于静止状态，所以甲、乙都受平衡力作用，故A符合题意，BCD不符合题意。15．在港口的集装箱码头上，吊车正吊着集装箱匀速上升（如图）。下列说法中正确的是（）A．集装箱受到的重力和它对钢丝绳的拉力是一对平衡力B．集装箱受到的重力和钢丝绳对它的拉力是一对平衡力C．集装箱受到的重力小于钢丝绳对它的拉力，合力方向竖直向上D．集装箱以0.1m/s匀速上升时受到的拉力小于它以0.2m/s匀速上升时受到的拉力【答案】B【解析】A．集装箱受到的重力和它对钢丝绳的拉力这两个力的方向相同，且两力作用在不同物体上，不是平衡力，故A错误；B．集装箱受到的重力和钢丝绳对它的拉力满足二力平衡的条件，是一对平衡力，故B正确；C．集装箱匀速上升受到的力是平衡力，平衡力的合力为零，故C错误；D．集装箱以0.1m/s匀速上升和以0.2m/s匀速上升时受到的拉力与重力都是一对平衡力，所以两种情况受到拉力相等，故D错误。16．骑单车出行，是一种时尚又环保的生活方式．小胖子就非常喜欢骑自行车，如图所示，当小胖子在平直路面上匀速向前骑行时，以下说法正确的是（）A．自行车受到的动力大于自行车受到的阻力B．小胖子和车受到的重力与地面对小胖子和车的支持力是一对平衡力C．若自行车停下，惯性就消失了D．自行车受到地面的支持力与小胖子对自行车的压力之差大于自行车受到的重力【答案】B【解析】A．在平直路面上匀速向前骑行时，自行车受到的动力与自行车受到的阻力是一对平衡力，大小相等，故A错误；B．把人和车看做一个整体，人和车受到的重力与地面对人和车的支持力符合二力平衡的四个条件，是一对平衡力，故B正确；C．一切物体都有惯性，当自行车静止时，同样具有惯性，故C错误；D.自行车受到地面的支持力与小胖子对自行车的压力之差等于自行车受到的重力，D错误。17．小球G静止放在光滑车厢的底板上（设车厢底板足够长），如图所示。当车厢受到水平向左的力作用时，车厢从静止开始在水平面上做加速运动。则车厢在运动过程中，小球G对地面的运动情况是（）A．做与车厢同方向的加速直线运动B．做与车厢反方向的加速直线运动C．匀速直线运动D．处于静止状态【答案】D【解析】对小球受力分析可知，车内的小球只受竖直方向的重力和支持力，这两个力是一对平衡力，小球所受合外力为零，所以无论车厢如何运动，小球相对于地面仍然处于静止状态。故ABC不符合题意，D符合题意。18．如图，A、B两物块叠放在水平桌面上保持静止。图中分别给出了A、B的受力示意图，下列说法正确的是（）A．GA与F2是一对平衡力B．F2与F1是一对平衡力C．F1与F3是一对作用力与反作用力D．F2与GA、F1两个力的合力是一对作用力与反作用力【答案】C【解析】由图知，A物块受到向上的支持力F2、向下的重力GA、B对A向下的压力F1；B物块受到向上的支持力F3和向下的重力GB。A．A物块处于静止状态，由图示和力的平衡条件可得：，则GA与F2的大小不等，所以GA与F2不是一对平衡力，故A错误；B．A物块处于静止状态，由力的平衡条件可得：，则F2与F1的大小不等，所以F2与F1不是一对平衡力，故B错误；C．B对A有向下的压力F1，因力的作用是相互的，则A对B有向上的支持力F3，所以F1与F3是一对作用力与反作用力，故C正确；D．以A为研究对象，A物块在水平桌面上保持静止，受力平衡；GA、F1两个力的合力方向向下，合力的大小，则可知F2与GA、F1两个力的合力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，均作用在A物块上，所以是一对平衡力，不是一对相互作用力，故D错误。19．如图所示，将一木块放在弹簧上，用手压木块，弹簧被压缩。松开手，木块竖直向上飞起直到最高点。下列说法正确的是（）A．木块到达最高点时，受到重力、弹力作用B．手压木块时，木块受到压力、弹力、重力作用C．木块在没有离开弹簧前，所受弹力方向竖直向下D．手压木块时，手对木块的压力与弹簧对木块的支持力是一对平衡力【答案】B【解析】A．木块上升到最高点时，受到重力作用，不受其它力的作用，故A错误；BD．手压木块时，木块受到重力、压力和弹力（弹簧的支持力），这三个力平衡。手对木块的压力小于弹簧对木块的支持力，所以这两个力不是一对平衡力，故B正确，D错误；C．木块在没有离开弹簧前，弹簧被压缩，所以木块受弹力方向竖直向上，故C错误。20．如图所示，一个滑雪运动员沿着斜坡匀速向下滑行，下列说法正确的是（）A．运动员所受的重力与斜坡对运动员的支持力是一对平衡力B．运动员所受的重力与运动员对斜坡的压力是一对平衡力C．运动员所受的摩擦力与运动员所受的重力是一对相互作用力D．运动员对斜坡的压力与斜坡对运动员的支持力是一对相互作用力【答案】D【解析】A．运动员所受的重力方向竖直向下，斜坡对运动员的支持力的方向垂直斜面向上，故该两力的方向不在同一条直线上，不是一对平衡力，故A错误；B．运动员所受的重力与运动员对斜坡的压力不在同一条直线上，也没有作用在同一个物体上，不是一对平衡力，故B错误；C．运动员所受的摩擦力方向平行与斜面向上，运动员所受的重力方向竖直向下，故该两力的方向不在同一条直线上，也作用在同一个物体上，不是一对相互作用力，故C错误；D．运动员对斜坡的压力与斜坡对运动员的支持力，符合相互作用力的条件，是一对相互作用力，故D正确。21．如图所示，在水平课桌上放一本书，下列哪两个力是一对相互作用力（）A．书对地球的吸引力和地球对桌子的吸引力B．桌面对书的支持力和书对桌面的压力C．书所受的支持力和书的重力D．书的重力和书对桌面的压力【答案】B【解析】A．书对地球的吸引力和地球对桌子的吸引力大小不相等，不符合相互作用力的条件，不是一对相互作用力，故A不符合题意；B．桌面对书的支持力和书对桌面的压力，符合相互作用力的条件，是一对相互作用力，故B符合题意；C．书所受的支持力和书的重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C不符合题意；D．书的重力和书对桌面的压力，方向相同，不符合相互作用力的条件，不是一对相互作用力，故D不符合题意。22．如图所示，物体在水平拉力F的作用下沿水平桌面匀速向右运动，下列说法中正确的是（）A．物体所受拉力和重力是一对平衡力B．物体所受重力和桌面对物体的支持力是一对平衡力C．桌面对物体的支持力和物体对桌面的压力是一对平衡力D．桌面对物体的支持力和物体受到的摩擦力是一对平衡力【答案】B【解析】根据题意知道，物体在水平拉力F的作用下沿水平桌面匀速向右运动，在水平方向上物体所受的拉力和物体受到的摩擦力大小相等、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；在竖直方向上物体所受重力和桌面对物体的支持力大小相等、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；A．物体受到的拉力方向水平向右，而重力方向竖直向下，即物体所受拉力和重力不在同一直线上，不是一对平衡力，故A错误；B．物体的重力是作用在物体上的力，支持力也是作用在这个物体上的力，这两个力大小相等、方向相反且作用在同一直线上，所以，这两个力是一对平衡力，故B正确；C．桌面对物体的支持力是作用在物体上的力，物体对桌面的压力是作用在桌面上，不是作用在同一个物体上，故不是一对平衡力，故C错误；D．物体所受的支持力的方向竖直向上，摩擦力的方向水平向左，所以，二力不是一对平衡力，故D错误。23．“春分”是二十四节气之一，我国多地有春分玩竖蛋游戏的习俗，故有“春分到，蛋儿俏”的说法。如图所示，和鸡蛋所受重力是一对平衡力的是（）A．桌子对地球的吸引力 B．鸡蛋对桌面的压力C．桌面对鸡蛋的支持力 D．鸡蛋对地球的吸引力【答案】C【解析】A．桌子对地球的吸引力作用在地球上，鸡蛋所受重力作用在鸡蛋上，且二力大小不相等，所以二力不是一对平衡力，故A不符合题意；B．鸡蛋对桌面的压力作用在桌子上，鸡蛋所受重力作用在鸡蛋上，二力作用在两个物体上，且方向相同，不是一对平衡力，故B不符合题意；C．桌面对鸡蛋的支持力和鸡蛋所受重力大小相等、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符合题意；D．鸡蛋对地球的吸引力作用在地球上，鸡蛋所受重力作用在鸡蛋上，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。24．为研究二力平衡的条件，王瑞将木块替换为一块长方形硬纸板，在对角的顶点附近各开一个小孔，用细线系住，细线的另一端绕过桌边的滑轮各悬挂一个托盘，盘中各放一个等质量的钩码，如图所示。关于这个实验，下列说法中正确的是（）①使用硬纸板替换木块可以减少摩擦力对实验结果的影响②为了使实验效果明显，应选择质量较大的硬纸板③调整两边的钩码数量，是为了研究大小不相等的两