八年级物理下册知识点8.2二力平衡 17页

知识点8.2二力平衡 一、二力平衡知识结构导图 二、知识点巩固 ‎1、平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动状态时，称为平衡状态。‎ ‎2、平衡力：物体处于平衡状态时，受到的力叫平衡力。‎ ‎3、二力平衡条件：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反、作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡。（同物、等大、反向、同线）‎ ‎4、二力平衡条件的应用：‎ ‎⑴根据受力情况判断物体的运动状态：‎ ‎①当物体不受任何力作用时，物体总保持静止状态或匀速直线运动状态（平衡状态）。‎ ‎②当物体受平衡力作用时，物体总保持静止状态或匀速直线运动状态（平衡状态）。‎ ‎③当物体受非平衡力作用时，物体的运动状态一定发生改变。‎ ‎⑵根据物体的运动状态判断物体的受力情况。‎ ① 当物体处于平衡状态（静止状态或匀速直线运动状态）时，物体不受力或受到平衡力。‎ 注意：在判断物体受平衡力时，要注意先判断物体在什么方向（水平方向还是竖直方向）处于平衡状态，然后才能判断物体在什么方向受到平衡力。‎ ‎②当物体处于非平衡状态（加速或减速运动、方向改变）时，物体受到非平衡力的作用。‎ ‎5、物体保持平衡状态的条件：不受力或受平衡力 ‎6、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。‎ ‎7、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，也可以这样理解：两个力同时作用在同一物体同一直线上，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，则这两个力对物体运动状态的作用效果相互抵消（合力为0），我们就说这两个力平衡．‎ 三、知识点精炼 一．选择题（共5小题）‎ ‎1．（2020•香洲区校级一模）如图起重机吊着重为G的物体，钢丝绳对物体的拉力为F，则下列说法不正确的是（　　）‎ A．当物体水平向右匀速运动时，F＝G ‎ B．当物体匀速上升时，F＝G ‎ C．当物体加速上升时，F＞G ‎ D．当物体减速上升时，F＞G ‎【考点】：二力平衡条件的应用；6U：力与运动的关系．‎ ‎【答案】：D ‎【答案】：由题可知，起重机吊着物体运动时，物体在竖直方向上受到两个力的作用，一个是重力G，另一个是拉力F；‎ A、当起重机吊着物体水平向右匀速运动时，钢丝绳对物体的拉力和物体受到的重力是一对平衡力，大小相等，所以F＝G，故A正确；‎ B、当物体匀速上升时，钢丝绳对物体的拉力和物体受到的重力是一对平衡力，大小相等，所以F＝G，故B正确；‎ C、当物体加速上升时，此时合力的方向是向上的，所以钢丝绳对物体的拉力大于物体的重力，即F＞G，故C正确；‎ D、当物体减速上升时，此时合力的方向是向下的，所以钢丝绳对物体的拉力小于物体的重力，即F＜G，故D错误。‎ 故选：D。‎ ‎2．（2020春•赣州月考）对于静止在水平轨道上的“复兴号”列车。下列分析中正确的是（　　）‎ A．列车所受重力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力 ‎ B．列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力 ‎ C．列车所受重力和列车对铁轨的压力是一对相互作用力 ‎ D．列车所受重力和铁轨对列车的支持力是一对相互作用力 ‎【考点】：平衡力和相互作用力的区分．‎ ‎【答案】：A ‎【答案】：AD、列车所受的重力和铁轨对列车的支持力，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，故A正确，D错误；‎ B、列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力，作用在两个不同的物体上，是一对相互作用力，不是平衡力，故B错误 C、列车所受的重力和列车对铁轨的压力，方向都向下，所以不是相互作用力。故C错误；‎ 故选：A。‎ ‎3．（2020•瑶海区校级二模）如图，一质量分布均匀的12kg铁球与细线AB连接于A点后悬挂于竖直墙壁的B点，铁球静止于墙面。关于铁球受力的说法，正确的是（　　）‎ A．细线AB拉铁球的力与铁球的重力为二力平衡 ‎ B．铁球受到的摩擦力与铁球的重力为二力平衡 ‎ C．铁球对墙壁的压力与墙壁对铁球的支持力为相互作用力 ‎ D．铁球的重力与它对墙壁的压力为相互作用力 ‎【考点】：平衡力和相互作用力的区分．‎ ‎【答案】：C ‎【答案】：A、细线AB拉铁球的力与铁球的重力不在一条直线上，所以不是二力平衡，故A错误；‎ B、铁球没有受到的摩擦力，所以不是二力平衡。故B错误；‎ C、铁球对墙壁的压力与墙壁对铁球的支持力大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上，为相互作用力，故C正确；‎ D、铁球的重力与它对墙壁的压力不在一条直线上，方向相互垂直，不是相互作用力。故D错误。‎ 故选：C。‎ ‎4．（2019秋•房山区期末）如图所示，人用绳子拉着木块在水平地面上做匀速直线运动。在该过程中，下列说法中正确的是（　　）‎ A．木块受到地面的摩擦力和绳子对木块的拉力是一对平衡力 ‎ B．木块受到的重力和地面对木块的支持力是一对平衡力 ‎ C．木块对地面的压力和地面对木块的支持力是一对相互作用力 ‎ D．木块对绳子的拉力和人对绳子的拉力是一对相互作用力 ‎【考点】：平衡力和相互作用力的区分．‎ ‎【答案】：C ‎【答案】：A、木块受到地面的摩擦力沿水平方向，而绳子对木块的拉力斜向上，二力不在同一直线上，不是一对平衡力，故A错误；‎ B、由于绳子对木块有斜向上的拉力，所以木块受到的重力和地面对木块的支持力大小不等，则二力不是一对平衡力，故B错误；‎ C、木块对水平面的压力和水平面对木块的支持力分别作用在地面和木块两个物体上，大小相等、方向相反、在同一直线上，是一对相互作用力，故C正确；‎ D、木块对绳子的拉力和人对绳子的拉力都作用在绳子上，不是一对相互作用力，故D错误。‎ 故选：C。‎ ‎5．（2020春•连云港月考）如图，下列属于二力平衡的是（　　）‎ A． B． ‎ C． D．‎ ‎【考点】：平衡力的辨别．‎ ‎【答案】：C ‎【答案】：A、由图可知，两个力不是作用在同一物体上，所以不是一对平衡力，故A错误；‎ B、由图可知，两个力不是作用在同一条直线上，所以不是一对平衡力，故B错误；‎ C、由图可知，两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上，所以是一对平衡力，故C正确。‎ D、由图可知，两个力的大小不相等，所以不是一对平衡力，故D错误。‎ 故选：C。‎ 二．填空题（共6小题）‎ ‎6．（2020春•盐湖区校级月考）小明用一重力不计的弹簧测力计拉着一木块以1m/s的速度水平向右做匀速直线运动（如图所示），此时弹簧测力计的示数为　　‎ N，木块受到的阻力为　　N，阻力的方向　（选填“水平向左”或“水平向右”）。‎ ‎【考点】：二力平衡条件的应用；74：弹簧测力计的使用与读数．‎ ‎【答案】：4；4；水平向左。‎ ‎【答案】：由图可知，弹簧测力计的量程为0～5N，分度值为0.2N，示数为4N；‎ 弹簧测力计拉着一木块以1m/s的速度水平向右做匀速直线运动，则木块在水平方向上受到的合力为0，即拉力和阻力为一对平衡力，大小相等，方向相反，所以阻力的大小等于拉力大小，为4N，方向水平向左。‎ 故答案为：4；4；水平向左。‎ ‎7．（2020•江西模拟）一消防员进行徒手爬绳训练，当他双手握住绳索竖直匀速上攀时，在竖直方向消防员受到的重力与摩擦力是一对　　力；消防员对绳索的力与绳索对消防员的力是一对　　力。‎ ‎【考点】：平衡力和相互作用力的区分．‎ ‎【答案】：平衡；相互作用。‎ ‎【答案】：消防员进行徒手住绳索匀速上攀时，消防员处于平衡状态，在竖直方向上受平衡力的作用，故消防员受到的重力与摩擦力是一对平衡力；消防员对绳索的力与绳索对消防员的力两个力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上，是一对相互作用力。‎ 故答案为：平衡；相互作用。‎ ‎8．（2020•重庆一模）如图所示，木块竖立在表面粗糙的小车上，随小车一起在地面上向右做匀速直线运动，不考虑空气阻力。小车对木块的支持力与木块所受重力是一对　　力；当小车突然停车时，木块将向　　（选填“左”或“右”）倾倒。‎ ‎【考点】：平衡力的辨别．‎ ‎【答案】：平衡；右。‎ ‎【答案】：（1）木块随小车一起在地面上向右做匀速直线运动，木块处于平衡状态；‎ 小车对木块的支持力与木块受到的重力，它们大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、且作用在同一条直线上，是一对平衡力；‎ ‎（2）小车突然停止运动，木块下部由于受摩擦力而速度减小，而木块的上部由于惯性还要保持原来的运动状态，所以木块向右倾倒。‎ 故答案为：平衡；右。‎ ‎9．（2019秋•浦东新区期末）小张同学做“探究二力平衡的条件”实验时，他应选择在较　　的水平桌面进行（选填“粗糙”或“光滑”），并保持物体处于　　状态或匀速直线运动状态。如图所示是他在实验过程中的某个情景，该情景中物体受到的两个水平拉力　　（选填“平衡”或“不平衡”），说明小张当时是在探究相互平衡的两个力的　　关系。‎ ‎【考点】：二力平衡的概念．‎ ‎【答案】：光滑；静止；不平衡；大小。‎ ‎【答案】：做“探究二力平衡的条件”实验时，为了减小摩擦力对实验结果的影响，应选用较光滑的平面。‎ 实验中，要使物体处于静止状态或匀速直线运动状态，此时的拉力等于摩擦力；‎ 由图可知，两个力不相同，故物体受到的两个水平拉力不平衡；说明小张当时是在探究相互平衡的两个力的大小关系。‎ 故答案为：光滑；静止；不平衡；大小。‎ ‎10．（2020•广东模拟）某汽车以600N的牵引力沿水平方向匀速向西运动，车受到的阻力是大小是　N，方向　　，关闭发动机后，汽车还会向前滑行一段距离，这是因为汽车具有　　，但最后还是会停下来，是因为汽车受到　　的缘故。‎ ‎【考点】：惯性；二力平衡条件的应用；力与运动的关系．‎ ‎【答案】：600；水平向东；惯性；摩擦力。‎ ‎【答案】：（1）汽车做匀速直线运动，受到的力是平衡力，因此阻力和牵引力大小相等，方向相反，即f＝F＝600N，方向水平向东；‎ ‎（2）关闭发动机后仍能继续向前滑行，这是因为汽车具有惯性；滑行一段距离后，汽车会停下来，这是因为汽车受到摩擦阻力作用。‎ 故答案为：600；水平向东；惯性；摩擦力。‎ ‎11．（2019春•蓬江区校级月考）跳水运动员站在跳板上静止，他受到的　　力和　　力是一对平衡力。运动员起跳后离开跳板还能继续向上运动，这是因为人具有　　；而运动员向上运动过程中速度越来越小，说明力可以改变物体的　　。‎ ‎【考点】：力的作用效果；惯性；平衡力的辨别．‎ ‎【答案】：重；支持；惯性；运动状态。‎ ‎【答案】：运动员站在跳板上静止时，他受到的重力和支持力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上，是一对平衡力；‎ 运动员离开跳板后能继续向上运动是由于运动员具有惯性，运动员将会保持原来的速度继续向上运动一段距离。‎ 而运动员向上运动过程中速度越来越小，运动状态发生改变，说明力可以改变物体的运动状态。‎ 故答案为：重；支持；惯性；运动状态。‎ 三．作图题（共2小题）‎ ‎12．（2019春•尤溪县期末）如图所示，甲、乙两物体均在两个力的作用下处于静止状态，请在图中分别画出另一个力F2。‎ ‎【考点】：力的示意图与图示；二力平衡条件的应用．‎ ‎【答案】：如图 ‎【答案】：由二力平衡的条件可知，F2的大小与F1的大小是相同的，方向是相反的，作用在同一个物体上，两个力也在同一条直线上，故F2的示意图如下：‎ ‎。‎ ‎13．（2019春•庐阳区校级期中）一人站在电梯上随电梯一起匀速上升，如图所示，此时人处于　　（选填“平衡”或“非平衡”）状态，在图中画出人的受力示意图。‎ ‎【考点】：力的示意图与图示；平衡状态的判断．‎ ‎【答案】：如图 ‎【答案】：因为人站在匀速上升的电梯上，受重力和支持力为平衡力，此时人处于平衡状态；过重心作竖直向下的力（即重力）和竖直向上的力（即支持力）；如图所示 四．实验探究题（共2小题）‎ ‎14．（2020春•东台市校级月考）如图所示，在“探究二力平衡条件”的实验中。‎ ‎（1）小明同学设计了如图甲所示的实验，选择木块为研究对象，发现两边的钩码质量不相等时，木块运动，两边的钩码质量相等时，木块静止，这样的设计是否合理？　　。若不合理，不足之处是　。‎ ‎（2）在另一小组实验中，小华用小车代替木块，如图乙所示，有同学认为小华的实验装置优于小明的实验装置，其主要的优点是　　。‎ ‎（3）大家讨论了这两小组的实验过程，提出了新的方案，用小卡片代替木块、小车，这样可以使研究对象与接触面　　，在进一步的实验探究中，将　　是为了验证两个力是否在同一条直线上，为了验证二力平衡的两个力是否在同一个物体上，接下来的操作是　　。‎ ‎【考点】：二力平衡的概念．‎ ‎【答案】：（1）不合理；木块滑动或与桌面有相对运动趋势时，会和桌面产生摩擦力，使木块在水平方向上受到三个力的作用；（2）减小摩擦对实验结果的影响；（3）分离；小卡片旋转一个角度；用剪刀将卡片一分为二。‎ ‎【答案】：（1）木块与桌面之间存在摩擦力，这样木块在水平方向上会受到三个力的作用，对实验结果影响较大，所以这样设计不合理；‎ ‎（2）相同条件下，滚动摩擦小于滑动摩擦，小车代替木块可以减小摩擦力对实验结果的影响；‎ ‎（3）用小卡片代替木块和小车，小卡片与接触面分离，大大减小了摩擦力；为了验证两个力是否在同一条直线上，可以将小卡片旋转一个角度；为了验证两个力是否在一个物体上，可以将小卡片一分为二。‎ 故答案为：（1）不合理；木块滑动或与桌面有相对运动趋势时，会和桌面产生摩擦力，使木块在水平方向上受到三个力的作用；（2）减小摩擦对实验结果的影响；（3）分离；小卡片旋转一个角度；用剪刀将卡片一分为二。‎ ‎15．（2020•宝应县一模）如图甲所示是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。‎ ‎（1）实验中的研究对象是　　（选填“卡片”或“钩码”），通过调整　　来改变拉力的大小。‎ ‎（2）当小卡片平衡时，小华将小卡片转过一个角度，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）小红同学也对同一问题进行了探究，但他在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度（如图乙所示），你认为能否用小红的装置进行实验　　（选填“能”或“不能”）。‎ ‎（5）在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图丙所示的实验，同学们认为小华的实验优于小明的实验。其主要原因是　　。‎ A．减少摩擦力对实验结果的影响 B．小卡片是比较容易获取的材料 C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D．小卡片容易扭转 ‎【考点】：二力平衡条件的应用．‎ ‎【答案】：（1）卡片；钩码的数量；（2）不能；不在同一直线上的两个力是否平衡；（3）用剪刀将卡片剪成两半；（4）能；（5）A。‎ ‎【答案】：（1）图甲中的研究对象是小卡片，实验中拉力的大小是通过钩码的数量来反映的；‎ ‎（2）小卡片转过一个角度，小卡片两端的拉力就不在一条直线上，纸片就会转动，说明了不在同一直线上的两个力不能平衡；‎ ‎（3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，则小卡片上受到的两个拉力应分别作用在两个物体上，所以下一步的操作是：将卡片从中间剪开；‎ ‎（4）因为左右两侧各通过一个定滑轮，定滑轮的位置虽然不等高，但是当两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在同一个物体上时，小卡片还是处于静止状态，照样能完成实验；‎ ‎（5）小华实验用的小卡片重力小，悬在空中不受摩擦力影响；小明实验用的木块放在水平桌面上，木块和桌面之间存在摩擦力，摩擦力是不能消除的，实验要受到摩擦力影响。所以还是小华的实验方案好，故选A。‎ 故答案为：（1）卡片；钩码的数量；（2）不能；不在同一直线上的两个力是否平衡；（3）用剪刀将卡片剪成两半；（4）能；（5）A。‎ 五．计算题（共3小题）‎ ‎16．（2020春•东台市校级月考）宇航牛奶是我市中小学生指定饮品，如图是一辆质量为2吨的宇航公司鲜奶运输车。运输车装满牛奶后，在平直公路上匀速行驶时，受到的摩擦力为总重的0.2倍求：（g取10N/kg）‎ ‎（1）运输车空载时自重；‎ ‎（2）运输车装满牛奶后，地面对汽车的支持力；‎ ‎（3）汽车的牵引力的大小。‎ ‎【考点】：二力平衡条件的应用；重力的计算．‎ ‎【答案】：（1）2×104N；（2）6.3624×104N；（3）1.27248×104N。‎ ‎【答案】：（1）运输车的质量为2吨，运输车空载时自重：‎ G车＝m车g＝2×103kg×10N/kg＝2×104N；‎ ‎（2）根据上图知容器的容积为V＝5.32m3，牛奶的密度为820kg/m3，由ρ＝得车中容器中装满牛奶后牛奶的质量：‎ m＝ρV＝820kg/m3×5.32m3×＝4.3624×103kg；‎ 牛奶的重力：G牛奶＝m牛奶g＝4.3624×103kg×10N/kg＝4.3624×104N，‎ 运输车装满牛奶后，总重为：‎ G总＝G车+G牛奶＝2×104N+4.3624×104N＝6.3624×104N，‎ 在竖直方向上车静止，F支与G总是一对平衡力，‎ F支＝G总＝6.3624×104N；‎ ‎（3）由题意知，在平直公路上匀速行驶时，受到的摩擦力：‎ f＝0.2G总＝0.2×6.3624×104N＝1.27248×104N，‎ 在水平方向上运输车在平直的公路上匀速行驶，F牵与f是一对平衡力，大小相等，则汽车的牵引力的大小：‎ F牵＝f＝1.27248×104N。‎ 答：（1）运输车空载时自重为2×104N；‎ ‎（2）地面对汽车的支持力为6.3624×104N；‎ ‎（3）汽车的牵引力的大小为1.27248×104N。‎ ‎17．（2020春•泰兴市校级月考）某汽车重力是1.6×104N，在一次测试中，该汽车在平直的路面上匀速行驶了1800m，受到的阻力是车重的0.1倍。（取g＝10N/kg）求：‎ ‎（1）汽车的质量；‎ ‎（2）汽车受到的牵引力。‎ ‎【考点】：二力平衡条件的应用；重力的计算．‎ ‎【答案】：（1）1.6×103kg；（2）1.6×103N。‎ ‎【答案】：（1）由G＝mg可得汽车的质量：‎ m＝＝＝1.6×103kg；‎ ‎（2）汽车受到的阻力：‎ f＝0.1G＝0.1×1.6×104N＝1.6×103N，‎ 因为汽车在平直的路面上做匀速直线运动，处于平衡状态，‎ 所以汽车所受牵引力：‎ F＝f＝1.6×103N。‎ 答：（1）汽车的质量为1.6×103kg；‎ ‎（2）汽车受到的牵引力为1.6×103N。‎ ‎18．（2019春•扶沟县期中）如图所示：直升机在进行救援时，施救人员从飞机上通过救援绳下落，施救人员自身重力为700N，匀速上升和匀速下降时人受到的空气阻力均为50N，根据要求回答以下问题：‎ ‎（1）飞机吊着施救人员悬空静止时，绳对施救人员身体的拉力为多少？‎ ‎（2）飞机吊着施救人员沿竖直方向匀速上升时，绳对施救人员的拉力为多少？‎ ‎（3）飞机吊着施救人员沿竖直方向匀速下降时，绳对施救人员的拉力为多少？‎ ‎【考点】：二力平衡条件的应用．‎ ‎【答案】：700N;750N;650N ‎【答案】：（1）飞机吊着施救人员悬空静止时，处于平衡状态，施救人员受到的重力和绳对施救人员身体的拉力是一对平衡力，大小相等，所以F1＝G＝700N；‎ ‎（2）飞机吊着施救人员沿竖直方向匀速上升时，处于平衡状态，施救人员受竖直向下的重力G、竖直向下的阻力f和竖直向上的绳对施救人员的拉力F2三个力，这三个力平衡，‎ 由人受到的合力为0可得，此时绳子的拉力：F2＝G+f＝700N+50N＝750N；‎ ‎（3）飞机吊着施救人员沿竖直方向匀速下降时，处于平衡状态，施救人员受竖直向下的重力G、竖直向上的阻力f和竖直向上的绳对施救人员的拉力F3三个力，这三个力平衡，‎ 由人受到的合力为0可得，此时绳子的拉力：F3＝G﹣f＝700N﹣50N＝650N。‎ 答：（1）飞机吊着施救人员悬空静止时，绳对施救人员身体的拉力为700N；‎ ‎（2）飞机吊着施救人员沿竖直方向匀速上升时，绳对施救人员的拉力为750N；‎ ‎（3）飞机吊着施救人员沿竖直方向匀速下降时，绳对施救人员的拉力为650N。‎ 六．综合能力题（共1小题）‎ ‎19．（2019春•汕头月考）某次演练中，直升机悬停于高空：‎ ‎（1）总质量为80kg（含伞）的伞兵，其总重量为　　N。‎ ‎（2）跳伞后竖直降落。其速度v与时间t的关系如图所示，请你根据图象回答下列问题；（g取10N/kg）‎ ‎①在跳出飞机到打开降落伞这段时间里，伞兵从高处下落，伞兵作　　直线运动（选填“加速”或“匀速”），这时伞兵受到的重力　　阻力（选填“大于”。“等于”或“小于）。‎ ‎②伞兵是在第　　s的时刻打开降落伞的。‎ ‎③在最后阶段，伞兵匀速直线下降，此时受到的阻力为　　N，在这段时间里，伞兵下降了m。‎ ‎【考点】：二力平衡条件的应用；力与运动的关系．‎ ‎【答案】：（1）800；（2）加速；大于；15；800；150。‎ ‎【答案】：（1）伞兵的重力：G＝m9＝80kg×10N/kg＝800N ‎（2）①由图象知，伞兵跳出飞机到打开降落伞这段时间里，伞兵从高处下落，伞兵的速度不断增大，伞兵的重力大于阻力，伞兵进行加速直线运动；‎ 由图象知，伞兵在15s前是加速，在15s后是减速，所以伞兵在第15s时打开降落伞。‎ ‎②③伞兵匀速直线下降，伞兵受到竖直向上的阻力和竖直向下的重力作用，这两个力是平衡力，大小相等，所以阻力是800N，由图象知，伞兵匀速直线运动时，速度是10m/s，时间是40s﹣25s＝15s，‎ 伞兵匀速直线运动的距离：s＝vt＝10m/s×15s＝150m。‎ 故答案为：（1）800；（2）加速；大于；15；800；150。‎