浙教版2022-2023学年第二学期七年级科学“冲刺重高”培优讲义（十七）：二力平衡【word，含答案及解析】

一、二力平衡
1.定义：一个物体在两个力的作用下，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，这两个力就互相平衡。
2.二力平衡的条件
作用效果：物体保持静止状态或向任一方向运动，保持匀速直线运动状态；
即：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 。
二力平衡的条件是：
大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一个物体上．
二、平衡力和相互作用力的区别
1.相同：大小相等 方向相反且都在在同一条直线上。
2.不同：
平衡力：作用在同一物体上，是两种力。
相互作用力：作用在不同物体上，是一种力，同时产生同时消失（力相互抵消）。
3.注意下列情形不属于二力平衡：
物体在被抛入空中最高处的瞬间时是速度为0的，但却不属于静止，
曲线运动是属于变速运动，不属二力平衡。
当物体受到拉力而摆动，摆动到最高点时，处于静止状态，如果此时外力全部消失，物体将保持静止。
4.二力平衡条件应用：
用弹簧测力计测量物体所受重力
放在桌面上的花瓶受到竖直向下的重力和桌面对他竖直向上的支持力
悬挂着的吊灯，受到竖直向下的重力和吊线对它竖直向上的拉力
在水平道路上匀速直线运动的汽车，水平方向受到向前的牵引力和向后的阻力
在竖直方向，汽车受到向下的重力和路面对它向上的支持力
当物体悬浮或漂浮在液体（气体）中，浮力等于重力
5、探究二力平衡的条件实验
（1）如果物体只受到两个力的作用，且处于静止或匀速直线运动状态，说明这两个力是相互平衡的．由此，小明提出，能否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件？
（2）小华认为，若采用小明的方案，必须测出物体所受的拉力和重力的大小来进行比较．研究发现，在小明的方案中，只能根据相互作用的关系直接测出拉力的大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一个力无法直接测量，所以这一方案无法实施下去．
（3）为此，两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案，如图乙所示，请你判断出他们改进的先后顺序：B、A、C（用字母表示），这样的改进是为了减小摩擦力对实验的影响．
（4）如图丙，是最终确认的实验方案．此方案中，由于卡片的重力远小于钩码的重力，故卡片的重力可忽略不计。
6、二力平衡小结
例1、如图所示，一根羽毛放置在长木条上，并保持静止状态。下列对羽毛受到重力的分析中错误的是(　　)
A．重力大小等于木条对羽毛的支持力
B．重力方向是竖直向下的
C．重心位置在羽毛上的a点
D．重心位置在羽毛上的b点
例2、挂在树上的水蜜桃，处于静止状态，则(　　)
A．水蜜桃所受的重力跟水蜜桃对树枝的拉力是一对平衡力
B．水蜜桃所受的重力跟树枝对水蜜桃的拉力是一对平衡力
C．树枝所受的重力跟树枝对水蜜桃的拉力是一对平衡力
D．树枝所受的重力跟水蜜桃对树枝的拉力是一对平衡力
例3、一个物体受到大小均为10牛的一对平衡力的作用而做匀速直线运动，如果这对平衡力突然同时减小到5牛，则该物体(　　)
A．速度突然减小
B．将以原来一半的速度继续做匀速直线运动
C．仍按原来的速度做匀速直线运动
D．速度突然增大
例4、如图所示，弹簧B固定在天花板A上，下端悬挂物体C，处于静止状态，下列选项中属于平衡力的是(　　)
A．B对C的拉力和C受到的重力 B．B对A的拉力和B对C的拉力
C．A对B的拉力和B对A的拉力． D．A对B的拉力和B受到的重力
例5、某同学用弹簧测力计缓慢向上提起重物，记下弹簧测力计移动的距离h和对应的读数F ，并描出F-h图像如图乙所示，由图像可知，该重物质量为　 　kg，当弹簧测力计挂钩受到的拉力为4.5N时，桌面对重物的支持力为　 　N，当弹簧测力计移动距离为4 cm时，重物竖直方向所受的力　 　(填“平衡”或“不平衡”)。(g取10N/kg)
1．有下列四种情况：①在光滑地板上匀速直线运动的小球；②正在下落的石块；③天花板下的电灯；④用力推物体，加速运动。其中属于二力平衡的有(　　)
A．①④ B．①③ C．②④ D．③④
2．如图所示，跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．人对伞的拉力大于伞对人的拉力
B．人和伞受的合力为零
C．人对伞的拉力小于伞对人的拉力
D．人和伞受的合力方向向下
3．在“探究二力平衡的条件”实验中，小明用如图所示的装置，把小卡片两端细线绕过滑轮，并挂上钩码。下列说法中错误的是(　　)
A．选择小卡片的目的是可以不考虑小卡片的重力
B．探究两个力的大小关系时，应观察细线两端所挂钩码的个数
C．探究两个平衡力是否在同一条直线上的操作是旋转小卡片，松手后观察小卡片是否平衡
D．滑轮在实验中的作用是改变力的大小
4.如图所示，A、B为两个弹簧秤，每个钩码重5牛顿，若不计滑轮摩擦和绳重，当钩码静止时A、B弹簧秤的读数分别为（　　）
A．5牛顿 0牛顿 B．5牛顿 5牛顿
C．0牛顿 5牛顿 D．5牛顿 10牛顿
5.如图是一只竹蜻蜓静止摆放在一个支柱上，下列说法中正确的是（　　）
A．此时的竹蜻蜓受力不平衡
B．竹蜻蜓受到的重力和支柱对竹蜻蜓的支持力不在同一直线上
C．竹蜻蜓对支柱的压力和支柱对竹蜻蜓的支持力是一对相互作用力
D．若不小心将竹蜻蜓一只翅膀摔断后，竹蜻蜓仍能在如图位置静止
6.一则“由于地球引力作用，2月11日是全年中唯一可将扫把立起来的一天”的消息席卷各大社交平台。朋友圏被“立扫把”的图片和视频刷爆。实际上这只是一个找重心的游戏。与“地球引力作用在一年中的某一天”没有任何关系。下列说法正确的是（　　)
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
7.某次演练中，直升机悬停于高空，一伞兵(含伞)跳伞后竖直降落，其速度v与时间t的关系如图所示，在0~t1内，伞兵处于　 　 (填“加速”“减速”或“匀速”)运动状态，此时伞兵受到的重力 　 　(填“<”“=”或“>”)阻力；在　 　(填“t1~t2”或““t2~t3")时，伞兵受到的阻力保持不变，此时受到的重力　 　(填“<”“=”或“>”)阻力。
8．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）小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向　 　，并通过调整　 　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定角度，松手后小卡片　 　(填“能”或“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，在如图甲所示情况下，小华下一步的操作是　 　。
（4）在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，同学们认为小华的实验优于小明的实验，其主要原因是 。
A．小卡片容易扭转
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．减小了摩擦力对实验结果的影响
1．重为100N的物体A在水平地面上受到一个水平力F的作用，如图甲所示，它的s-t图像如图乙所示，若t=1 s时，作用在物体A上的水平力F大小为20 N，则t=6 s时，作用在物体A上的水平力F大小为(　　)
A．F=100N B．F=20N C．F<20N D．无法确定
2．将重为G的物体挂于弹簧测力计下，使它以大小为v1的速度向上做匀速直线运动，后以大小为v2的速度向下做匀速直线运动，且v1>v2。已知前后两次弹簧测力计的示数分别为F1、F2，若不计空气阻力，则(　　)
A．F1可能大于G B．F2可能小于G
C．F1一定大于F2 D．F1一定等于F2
3．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
4．小金正在参加体育中考测试的跳绳项目(如图)，他在(　　)
A．起跳离地后，上升一段距离是因为受到向上的升力
B．在最高点时，运动速度为零是因为没有受到力
C．在最高点后，能下降落地是因为受到重力作用
D．整个过程中，始终保持同一节奏是因为小金受到平衡力
5．如图1所示，将两个完全相同的弹簧测力计的挂钩钩在一起，然后甲同学用200 N的拉力拉弹簧测力计B，则A测力计示数为FA=　 　N；若甲、乙两同学同时用200 N的力向相反方向拉测力计(如。图2所示)，则此时B测力计的示数FB= 　 　N(均不计弹簧测力计和绳的重)。
6.在“探究二力平衡的条件”实验中，用如图所示的装置。
（1）实验室有等大的小铁片、小玻璃片和小塑料片，图中选用小塑料片的目的是，小塑片的　 　可以忽略。
（2）如图甲所示，在两边的绳套上挂不同数目(左边2个右边1个)的相同钩码，此时小塑料片两侧受到的拉力大小不相等。放开小塑料片后，可看到小塑料片将会向　 　(选填“左”或“右")侧运动。
（3）如图乙所示，在两边绳套上挂等重的钩码，将小塑料片稍向下移动，放开小塑料片后，可看到小塑料片向上运动至水平位置静止。此现象说明二力平衡时两个力　 　 。
（4）如图丙所示，在两边绳套上挂等重的钩码，将小塑料片扭转一个角度，使小塑料片两侧绳子相互平行。放开小塑料片后，可看到小塑料片会转回到原来位置。此实验可以说明二力平衡时两个力的作用线在　 　。
答案及解析
例1、D
【解析】羽毛在木条上处于静止状态，即处于平衡状态，那么它受到的支持力和重力相互平衡。根据二力平衡的条件可知，二者大小相等，方向相反。因为重力方向竖直向下，所以支持力的方向竖直向上，故A、B正确不合题意；
重力和支持力在同一直线上，因为支持力通过a点，所以重力也通过a点，即a就是羽毛上重心的位置，故C正确不合题意，D错误符合题意。 故选D。
例2、B
【解析】A.水蜜桃所受的重力作用在水蜜桃上，而水蜜桃对树枝的拉力作用在树枝上，二者没有作用在同一物体上，不是平衡力，故A错误；
B.水蜜桃所受的重力跟树枝对水蜜桃的拉力，二者大小相等、方向相反，都作用在水蜜桃一个物体上，且在同一直线上，肯定是平衡力，故B正确；
C.树枝所受的重力作用在树枝上，树枝对水蜜桃的拉力作用在水蜜桃上，二者没有作用在同一物体上，肯定不是平衡力，故C错误；
D.树枝所受的重力方向竖直向下，水蜜桃对树枝的拉力也是竖直向下的，二者方向相同，肯定不是平衡力，故D错误。 故选B。
例3、C
【解析】物体受到一对10N的平衡力时，两个力的合力为零，物体做匀速直线运动。当两个力同时减小到5N时，两个力的合力依然为零，物体仍然做匀速直线运动，即它的运动状态保持不变，即速度不变。 故C正确，而A、B、D错误。 故选C。
例4、A
【解析】A.B对C的拉力和C受到的重力，二者大小相等，方向相反，作用在同一物体上和同一直线上，为平衡力，故A正确；
B.B对A的拉力和B对C的拉力，没有作用在同一物体上，不是平衡力，故B错误；
C.A对B的拉力和B对A的拉力．它们作用在两个物体上，而不是一个物体，不是平衡力，故C错误；
D.A对B的拉力等于B和C的总重力，大于B受到的重力，二者大小不等，肯定不是平衡力，故D错误。 故选A。
例5、0.45；0；平衡
【解析】（1）当物体静止在桌面上时，它受到竖直向上的拉力、支持力和重力，根据二力平衡的知识得到：G=F拉+F支持。随着弹簧测力计拉力的增大，则桌面的支持力逐渐减小；当弹簧测力计的拉力与物体重力相等时，测力计的示数保持不变。根据图乙可知，测力计保持不变的示数为4.5N，所以物体的重力诶4.5N，质量为：；
（2）根据G=F拉+F支持可知，当弹簧测力计挂钩受到的拉力为4.5N时，桌面对重物的支持力为0N；
（3）根据图乙可知，当弹簧测力计移动距离为4cm时，它的拉力小于4.5N，此时物体仍然在桌面上保持静止，因此处于平衡状态，受到平衡力。
1．B
【解析】①在光滑地板上匀速直线运动的小球，处于平衡状态，受到平衡力；
②正在下落的石块，速度不断增大，即运动状态改变，处于非平衡状态，受到非平衡力；
③天花板下的电灯，处于静止状态，处于平衡状态，受到平衡力；
④用力推物体，加速运动，处于非平衡状态，受到非平衡力。 其中属于二力平衡的是①③。 故选B。
2．B
【解析】跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，他处于平衡状态，即受到的重力和空气阻力相互平衡。根据二力平的条件可知，二者大小相等，方向相反，则受到的合力为零，故B正确，而A、C、D错误。 故选B。
3．D
【解析】A.选择小卡片的目的是可以不考虑小卡片的重力，避免对两个拉力的平衡产生影响，故A正确不合题意；
B.探究两个力的大小关系时，应观察细线两端所挂钩码的个数，因为拉力由钩码的重力产生，即钩码个数越多，拉力越大，故B正确不合题意；
C.探究两个平衡力是否在同一条直线上的操作是旋转小卡片，松手后观察小卡片是否平衡，故C正确不合题意； D.滑轮在实验中的作用是改变力的方向，故D错误符合题意。故选D。
4.B
【解析】根据图片可知，当两个测力计都保持静止状态时，它们挂钩上的拉力都等于测力计的示数。因为挂钩上的拉力都由砝码的重力产生，因此两个测力计的示数都等于砝码的重力5N，故B正确，而A、C、D错误。 故选B。
5.C
【解析】A.竹蜻蜓在支柱上处于静止状态，即处于平衡状态，故A错误；
B.竹蜻蜓的重力和支柱对它的支持力相互平衡，那么二者肯定在同一直线上，故B错误；
C.竹蜻蜓对支柱的压力和支柱对竹蜻蜓的支持力，二者大小相等、方向相反、作用在两个物体上和同一直线上，为一对相互作用力，故C正确；
D.若不小心将竹蜻蜓一只翅膀摔断后，它的重心的位置会发生改变，此时竹蜻蜓不能在如图位置静止，故D错误。 故选C。
6.D
【解析】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。 故选D。
7.加速；>；t2~t3；=
【解析】（1）根据图像可知，在0~t1内，伞兵的速度不断增大，即做加速运动。此时它受到的合力向下，与运动方向一致，即G-f>0，那么伞兵受到的重力>阻力。
（2）在t2~t3内，伞兵的速度保持不变，做匀速直线运动。根据二力平衡的知识可知，此时它受到的重力和阻力相互平衡，即重力=阻力，那么阻力保持不变。
8．（1）相反；钩码个数（2）不能；平衡，设计此实验步骤的目的是为了探究不在同一直线上的两个力能否平衡（3）把小卡片剪成两半（4）D
【解析】(1)由图甲可知，根据二力平衡的条件，作用在小卡片上的两个拉力方向相反，且能通过调整钩码个数来改变拉力的大小。
(2)当小卡片平衡时，小华将小卡片转过一定角度，由二力平衡的条件可知，松手后小卡片不能平衡，因为这两个力不在同一条直线上，故设计此实验步骤的目的是为了探究不在同一直线上的两个力能否平衡。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，要满足其他三个条件，只改变一个物体这个条件，下一步的操作就是把小卡片剪成两半就可以了。
(4)由图乙可知，木块与桌面有相对运动或相对运动趋势时，摩擦力会影响实验结果，故选：D。
1．B
【解析】根据图乙可知，从0~2s内，物体A在水平地面上做匀速直线运动，此时它受到的拉力和摩擦力相互平衡，即摩擦力f=F=20N。在5~7s内，物体A又在水平面上做匀速直线运动，此时它受到的拉力仍然和摩擦力相互平衡，即F'=f。比较可知，此时作用在物体A上的拉力还是20N，故B正确，而A、C、D错误。 故选B。
2．D
【解析】无论该物体竖直向上做匀速直线运动，还是竖直向下做匀速直线运动，它都处于平衡状态，即它受到的拉力和重力相互平衡。根据二力平衡的条件可知，弹簧测力计的拉力等于重力，则两个拉力相等，即F1=F2。 故选D。
3．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：，乙的运动速度为：，那么a的运动平均速度小于b的平均运动速度，故B正确；
C.b货物在做减速运动，没有处在平衡状态，所以b货物所受重力和钢索对它的牵引力肯定不是平衡力，故C错误；
D.a货物所受的重力和钢索对它的牵引力，二者大小相等，方向相反，作用在同一直线上和同一物体上，是一对平衡力，故D错误。 故选B。
4．C
【解析】A.起跳离地后，上升一段距离是因为他有惯性，故A错误；
B.在最高点时，运动速度为零，但是他受到竖直向下的重力，故B错误；
C.在最高点后，能下降落地是因为受到重力作用，故C正确；
D.在腾空过程中，他只受到竖直向下的重力，肯定不受平衡力，故D错误。 故选C。
5．200；200
【解析】（1）B处于静止状态，即处于平衡状态，它受到测力计A水平向左的拉力与甲对A水平向右的拉力相互平衡，即A对B的拉力为200N。根据相互作用力原理可知，B对A的拉力等于A对B的拉力，因此测力计A的示数为200N。
（2）测力计B处于静止状态，它乙对B的拉力与测力计A对B的拉力相互平衡，因此A对B的拉力为200N，即测力计B的示数为200N。
6.（1）重力（2）左（3）方向相反（4）同一条直线上
【解析】（1）实验室有等大的小铁片、小玻璃片和小塑料片，图中选用小塑料片的目的是，小塑片的重力可以忽略。
（2）放开塑料片后，左侧绳子的拉力大，右侧绳子的拉力小，则小塑料片将会向左侧移动。
（3）小塑料片向下移动时，两边的拉力方向不相反，它不能处于平衡状态；当小塑料片处于水平位置时，两个拉力的方向相反，此时塑料片平衡，则说明：二力平衡时两个力方向相反。
（4）将塑料片扭转后，两个拉力不在同一直线上，则它不能平衡；当小塑料片回到原来位置时，两个拉力在同一直线上，此时它处于平衡状态，则说明：二力平衡时两个力的作用线在同一条直线上。
浙教版科学七年级（下册）“冲刺重高”讲义（十七）
二力平衡