专题20 平衡力与相互作用力（原卷版）

专题20平衡力与相互作用力考点考点透视二力平衡与相互作用是力学中重要的概念，也是各省市中考中常见的考点。同学们在学习过程常常把二者混淆，不能正确判断是不是平衡力、是不是相互作用力，以致在考试中丢分。考试中常常结合一定的情景，考查相互作用力和平衡力的辨别，或者是判断两个力是不是平衡力。题型多以选择、填空、作图为主，分值在2—3分。迷津点拨与点迷津点拨与点对点讲练一、相互作用力的含义与特点：相互作用的两个力也可以叫作用力与反作用力，甲对乙施加力叫作用力的话，乙对甲施加的力就叫反作用力就叫反作用力。1、由于力的作用是相互的，一个物体对另一个物体施加力的同时，另一个物体反过来也会对这个物体施加一个力的作用，我们说这两个力叫相互作用力。相互作用力可以表示为：相互作用的两个力也可以叫作用力与反作用力，甲对乙施加力叫作用力的话，乙对甲施加的力就叫反作用力就叫反作用力。2、相互作用力的特点：大小相等，方向相反，作用在两个物体上，作用在一条直线上。例题1（2021黑龙江牡丹江）在航空领域，常发生小鸟撞毁飞机事件，下列关于小鸟和飞机相撞时的说法正确的是（）A．小鸟受到的力大 B．飞机受到的力大C．小鸟和飞机的受力一样大 D．主动撞击的一方产生的力大【答案】C。【解析】小鸟撞击飞机时，小鸟给飞机一个力，因为物体间力的作用是相互的，同时飞机给小鸟一个大小相等，方向相反的一个力，故小鸟和飞机的受力一样大。故选C。【点拨】相互作用的两个力是同时产生、同时消失的，没有先后顺序。对点练：（2022全国八年级课时练习）小明和弟弟掰手腕，小明获胜。小明对弟弟的力记为F1，弟弟对小明的力记为F2，则（）A．F1大于F2 B．F1和F2大小相等C．F1先于F2产生 D．F2先于F1产生二、平衡力的含义与特点：1、平衡状态：物体处于静止状态或匀速直线运动状态，我们说物体处于平衡状态。即平衡状态是指静止状态或匀速直线运动状态。2、平衡力：一个物体在几个力的作用下处于静止状态或匀速直线运动状态，我们说这几个力平衡，或者说这几个力是一组平衡力。二力平衡情况最简单。3、二力平衡：一个物体在两个力的作用下保持静止状态或匀速直线运动状态，我们说这两个力平衡，即二力平衡。4、二力平衡的特点：同时作用在一个物体上的两个力，大小相等，方向相反，并且作用在一条直线上。简记为：等值、反向、同体、共线。例题2（2020四川宜宾）如图所示，物体只受到F1和F2两个方向相反的力作用，能使该物体处于平衡状态的是（）A． B．C． D．【答案】C。【解析】F1和F2两个大小不相等，不满足平衡力的条件，不能使该物体处于平衡状态，故A、B错误；F1和F2两个大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一个物体上，能使物体处于平衡状态，C正确；F1和F2两个大小相等，但不作用在同一直线上，不满足平衡力的条件，不能使该物体处于平衡状态，D错误。故选C。【点拨】判断物体是否处于平衡状态可以从两方面分析：一是从二力平衡的四个条件分析，四个条件缺一不可，缺少任何一个都不是平衡状态（或平衡力）；二是从物体所处的状态分析，如果物体处于静止或匀速直线运动，那么物体处于平衡状态（或受平衡力），物体做加速、减速、曲线运动（方向改变）都不是平衡状态，即物体处于非平衡状态。对点练：（2021江苏）一辆汽车在圆形跑道上做快慢不变的运动，下列关于该汽车的说法正确的是（）A．运动状态不变，受力平衡 B．运动状态不变，受力不平衡C．运动状态改变，受力平衡 D．运动状态改变，受力不平衡三、平衡力与相互作用力的区分与判断：（1）平衡力和相互作用力的区分：二力平衡相互作用力相同点大小相等、方向相反，作用在一条直线上不同点作用在同一个物体上作用在两个物体上一个力消失，另一个力不受影响同时产生，同时消失不一定为同种性质的力一定是同种性质的力区分是平衡力还是相互作用力可以从上表中的不同点入手，尤其是区分两个力是作用在一个物体上还是作用在两个物体。（2）判断是不是平衡力的方法：=1\*GB3①从二力平衡的四个条件入手，四个条件中，有一个不满足也不是平衡力。=2\*GB3②根据物体状态来判断：如果物体在两个力的作用下处于静止状态或匀速直线运动状态，这两个力平衡，否则不是二力平衡。例题3（2021广西贺州）如图所示，甲乙叠放在一起，静止在水平地而上，下列说法正确的是（）A．甲受到的重力与甲对乙的压力是一对平衡力B．乙受到的重力与地面对乙的支持力是一对相互作用力C．甲受到的重力与乙对甲的支持力是一对相互作用力D．甲受到的重力与乙对甲的支持力是一对平衡力【答案】D。【解析】甲受到的重力与甲对乙的压力是两个受力物体，故不是一对平衡力，A错误；乙受到的重力与地面对乙的支持力两个力的大小不同，所以不是一对相互作用力，B错误；甲受到的重力与乙对甲的支持力，受力物体都是甲，两个力的大小相等，方向相反，故是平衡力，C错误，D正确。故选D。【点拨】相互作用力在文字叙述上有个特点：“甲对乙和乙对甲”是相互作用力，词序颠倒。平衡力主要从“是否作用在一个物体上”和“方向是否相反”两个条件分析，涉及力的大小大小时也需从“大小是否相等”分析。对点练：（2020安徽）如图所示，一轻质弹簧（即重力不计），上端挂在铁架台的水平横杆上，下端挂一重为G的小球并保持静止。图中分别出了该状态下小球和弹簧的受力示意图。下列判断正确的是（）A．G与F3是一对平衡力B．G与F3是一对相互作用力C．F1与F2是一对平衡力D．F1与F2是一对相互作用力四、根据平衡力（或平衡状态）求力的大小：一个物体在几个（或两个）力的作用下处于平衡状态（静止或匀速直线运动），那么物体所受的这几个力（或两个）就是平衡力，根据其中几个（或一个）力可以求出与之平衡的另外的力的大小，并能判断力的方向。例题4（2021四川广安）如图所示，连接在水平桌面上的物块两端的轻质细绳，分别绕过定滑轮与物体A、B相连，两细绳恰好在同一水平线上。已知A物体重6N，当B物体重4N时，物块恰好静止，若细绳与定滑轮之间的摩擦不计，此时物块受到的摩擦力大小为________N，方向________。【答案】2水平向右。【解析】物块受水平向左拉力FA=GA=6N，水平向右拉力FB=GB=4N，因为物块静止，受力平衡，所以摩擦力为f=FA-FB=6N-4N=2N，方向水平向右。【点拨】如果物体受多个力，一定要看清楚物体所处的状态，只有满足平衡状态(静止或匀速直线运动)时，才能用平衡力的知识求解力的大小，另外一定要分析清楚已知力的大小和方向，以判断所求力的大小和方向。对点练:（2020辽宁锦州）两个完全相同的物体A和B叠放在一起（如图甲），在F=12N的水平推力作用下，在水平面上一起做匀速直线运动，以A为参照物，B是______的，此时物体B受到的摩擦力大小为______N；当物体A撞到障碍物停止运动时，我们发现物体B由于______继续向前运动，从A上滑落。若A、B两物体（如图乙）仍在同一水平面上做匀速直线运动，此时A对B的推力大小是______N。五、实验：探究二力平衡的条件（1）实验器材、实验装置图实验A到B，再到C改进的过程是为了减小摩擦力对实验的影响。（2）实验方法：控制变量法=1\*GB3①探究平衡的两个力是否在同一直线的方法：保持小车两端所受拉力大小相等，将物体扭转一定的角度，观察小车是否处于平衡状态；=2\*GB3②研究平衡的两个力是否大小相同的方法：保持两个力在同一直线上，但两边钩码的数目不同，观察小车是否处于平衡状态；=3\*GB3③研究平衡的两个力是否作用在同一个物体上的方法：保持两个力大小相等，且作用在同一直线上，让两个力同时作用在不同的物体上，观察小车是否处于平衡状态；（3）实验结论二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力，大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上。例题5（2021四川泸州）某实验小组探究二力平衡条件的实验装置如图所示，M为一轻薄塑料片，实验中所用的钩码均为100g，不计绳重及摩擦（g取10N/kg）。

（1）在图甲的装置中滑轮的作用是_______。（2）当左右两端同时各挂1个钩码时，塑料片静止，其左端受到的拉力F1与右端受到的拉力F2的方向_______；当左端再挂上一个钩码时，如图乙所示，塑料片将做_______（选填“匀速”或“变速”）运动，此时塑料片受到的合力为_______N。（3）在图甲实验的基础上，用剪刀将塑料片从中间剪断，断开的塑料片向两边加速运动，说明不在同一物体上的两个力________平衡（选填“能”或“不能”）。【答案】（1）改变力的方向（2）相反变速1（3）不能。【解析】（1）在图甲的装置中滑轮是定滑轮，它的作用是改变力的方向。（2）当左右两端同时各挂1个钩码时，塑料片静止，其左端受到的拉力F1向左，右端受到的拉力F2的方向向右，F1、F2的方向相反；当左端再挂上一个钩码时，如图乙所示，塑料片受到的力左侧大于右侧，故纸片将做变速运动；此时塑料片受到的合力为F=2N-1N=1N；（3）在图甲实验的基础上，用剪刀将塑料片从中间剪断，断开的塑料片各自受到同侧钩码的拉力向两边加速运动，不再是平衡状态，说明不任同一物体上的两个力不能平衡。【点拨】在该实验中常常会考到以下知识点：=1\*GB3①实验中选择小车和光滑桌面的原因是：减小摩擦力实验带来的影响；=2\*GB3②实验中选择静止作为研究状态的原因是：匀速直线运动状态不好控制，不便于操作；=3\*GB3③让两个力作用在不同物体上的方法：使用两辆小车或用剪刀剪断卡片；=4\*GB3④作用两侧所拉力相差不大时，小车也能平衡的原因：桌面和小车之间有摩擦力；=5\*GB3⑤进行多次实验的目的是得出的普遍规律，避免偶然性。对点练：（2020湖南张家界）在“探究二力平衡条件”的活动中，学习小组设计了图甲和图乙两种实验方案。(1)当物体处于静止状态或___________状态时，它受到的力是相互平衡的；(2)从实验效果的角度分析，你认为___________方案更好，理由是___________；(3)乙实验中向两端的小盘里加砝码，当两盘砝码质量___________时，小卡片静止；(4)把小卡片转过一个角度，然后松手，观察到小卡片转动，最后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在___________才能平衡；(5)在小卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，再松手时，小卡片运动，由此说明两个力必须作用在___________才能平衡。点对点提高训练1、（2022天津耀华中学八年级期末）俗话说“鸡蛋碰石头——自不量力”，从物理学角度看（）A．石头对鸡蛋的作用力更大 B．先有石头对鸡蛋的作用力C．鸡蛋对石头的没有作用力 D．石头和鸡蛋之间的作用力等大2、（2021四川内江）如图所示，用球拍击打乒乓球时，是球拍与球之间发生了相互作用。若以乒乓球为研究对象，施力物体是______，受力物体是______。3、（2021内蒙古兴安盟）以下各图是每0.1s拍摄次的小球在不同运动状态下的频闪照片，其中受到平衡力作用的是（）A． B． C． D．4、（2021黑龙江）下列物体中，受到平衡力的是（）A．正在腾空而起的火箭 B．自由竖直下落的石子C．沿光滑斜面下滑的木块 D．在平直轨道上匀速直线行驶的火车5、（2020浙江宁波）健身者在没有其它辅助的情况下，下列姿势不可能在水平地面上保持的是（）A． B． C． D．6、（2021海南）如图是运动员踢足球的情景，下列说法正确的是（）A．踢球时，脚会痛是因为力的作用是相互的B．踢球时，脚对球的作用力和球对脚的作用力是一对平衡力C．踢球时，脚对球的作用力大于球对脚的作用力D．足球离脚后，继续运动是因为受到惯性力的作用7、（2021湖北恩施）班长在操场上骑自行车，下面有关力的分析正确的是（）A．车的重力和地面对车的支持力是一对相互作用力B．车的重力和地面对车的支持力是一对平衡力C．车对地面的压力和地面对车的支持力是一对相互作用力D．车的重力和车对地面的压力是一对相互作用力8、（2021湖南邵阳）小芳同学站在教室的水平地面上，下列两个力是一对平衡力的是（）A．小芳受到的重力和她对地面的压力B．小芳对地面的压力和地面对她的支持力C．小芳受到的重力和地面对她的支持力D．以上都不是9、（2020广西贵港）如图所示，完全相同的A、B两个长方体物块叠放在水平地面上，在拉力F作用下，物块A、B一起向右做匀速直线运动，下列说法正确的是（）A．物块A受到的重力和B对Ａ的支持力是一对相互作用力B．物块B受到的重力和地面对B的支持力是一对平衡力C．物块A对B的摩擦力方向水平向右，大小等于FD．物块B对地面的摩擦力方向水平向左，大小等于F10、（2020青海）在测量滑动摩擦力的实验中，用弹簧测力计水平拉动木块，使它在桌面上做匀速直线运动，下列说法中正确的是（）A．木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力是一对平衡力B．木块所受的拉力与木块所受的摩擦力是一对平衡力C．木块所受的重力与木块对桌面的压力是一对相互作用力D．弹簧测力计对木块的拉力与木块对弹簧测力计的拉力是一对平衡力11、（2020四川眉山）如图所示，物体悬浮在水中，水对物体向上、向下的压力分别为F1和F2，下列说法正确的是（）A．F1与F2是一对相互作用力B．F2与F1的差等于物体的重力C．由于物体静止不动，F1与F2是一对平衡力D．因为物体上表面距液面的距离大于物体下表面距容器底的距离，所以F1＞F212、（2020辽宁丹东）小明在研究“影响滑动摩擦力大小的因素"时，用弹簧测力计在水平桌面上沿水平方向拉动木块做匀速直线运动。下列说法正确的是A．木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力是一对平衡力B．木块受到弹簧测力计的拉力与桌面对木块的摩擦力是一对平衡力C．木块受到的重力与木块对桌面的压力是一对相互作用力D．木块对弹簧测力计的拉力与桌面对木块的摩擦力是一对相互作用力13、（2020四川乐山）如图所示，在两个靠得较近的小车上分别放一块磁体甲和乙，松手后（）A．由于甲先对乙施加了斥力，然后乙再对甲施加斥力，所以乙先向右运动B．由于甲、乙两磁体间存在相互作用的引力，所以甲、乙相互靠近C．甲对乙的斥力与乙对甲的斥力是一对平衡力D．甲对乙的斥力与乙对甲的斥力是一对相互作用力14、（2021浙江丽水）如图是小科自制的简易水陆两栖车模型，整“车”质量0.1千克。（1）接通电路后，尾部叶片转动，推动车子向前，这说明物体间力的作用是______的；（2）当它在水中处于漂浮状态时，受到的浮力为______牛。15、（2021湖北湖北）如图所示用手握住重4N的瓶子静止不动，此时瓶子受到摩擦力的方向______（选填“竖直向上”或“竖直向下”）。当对瓶底施加一个竖直向上20N的推力时，瓶子仍然保持静止，此时瓶子受到的摩擦力大小为______N。16、（2021贵州贵州）我国生产的无人机世界领先。如图所示是我国某品牌无人机，下表是有关它的一些