3.5 二力平衡的条件 同步练习（含解析）

3.5二力平衡
、选择题
F1、F2是物体受到的方向相反的两个力，这两个力不是一对平衡力的是 (　　)
A．B．C．D．
某同学静止站在磅秤上，在下列几对力中，哪一对是平衡力（　　）
A．人的重力与磅秤对人的支持力
B．人对磅秤的压力与磅秤对人的支持力
C．磅秤的重力与磅秤对人的支持力
D．人的重力与人对磅秤的压力
第24届冬奥会将于2022年2月4日至20日在北京市和张家口市联合举行。关于冬奥会的部分比赛项目，下列分析正确的是（　　）
A．被推出的冰壶在水平冰面上滑行时受力平衡
B．短道速滑运动员匀速过弯道时运动状态不变
C．滑雪运动员冲过终点后不能立即停下来是因为受到惯性的作用
D．冰球运动员向后蹬冰面就会前进，说明物体间力的作用是相互的
一列火车在平直的铁路上做匀速直线运动，是因为（　　）
A．火车没有受到外力的作用
B．火车受到的牵引力大于它受到的阻力
C．火车受到的牵引力和阻力是一对平衡力
D．火车没有受到阻力
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
如图甲所示，弹簧秤的一端挂在墙上，一人用力F拉另一端，弹簧秤示数为4N：如图乙所示，两个人分别拉该弹簧秤的两端，弹簧的示数也是4N，则F1和F2分别为（　　）
A．0、4N B．2N、2N C．4N、0 D．4N、4N
如图所示，两个长方体物块叠放在水平地面上并处在静止状态。两物块的材料已在图中标明，四幅图中上下物块的质量均相等。对四幅图中两物块接触处的弹力大小和地面对物块的支持力大小情况，有下列判断：①乙图中两物块间的弹力可能最大；②四幅图中的两物块间弹力一样大；③丁图中地面对物块的支持力最大；④四幅图中地面对物块的支持力一样大；⑤乙、丁两图中两物块间的弹力一定相等（磁铁能吸引铁、钴、镍金属，磁铁之间有引力或者斥力）。其中正确的是（　　）
A．②③ B．②④⑤ C．①④ D．①④⑤
关于二力平衡，正确的是(　　)
A．只要两个力大小相等，方向相反，这两个力就相互平衡
B．只要两个力方向相反且在一条直线上，这两个力就相互平衡
C．只要两个力相等，方向相反，作用在同一条直线上，这两个力就相互平衡
D．作用在同一个物体上的两个力，大小相等，方向相反，作用在一条直线上，这两个力就相互平衡
质量相等的甲、乙两只降落伞在空中匀速下降，甲的速度是7米/秒，乙的速度是4米/秒，它们所受阻力F甲、F乙之比是（　　）
A．1∶1 B．3∶4 C．4∶7 D．7∶4
如图所示，两匹马各用1000N的力沿完全相反的方向拉一拉力计，则此时拉力计的读数为(　　)
A．2000N B．1000N C．0N D．500N
、填空题
如图所示，利用弹簧测力计拉着物体在水平面上匀速向右直线运动，此弹簧测力计的量程是　 　牛．该物体受到的摩擦力为　 　牛。
如图（a）、（b）所示，某小组同学以硬纸板为研究对象，利用弹簧测力计，细线等器材进行实验，该小组同学是在做“探究　 　 实验”．按图（a）所示进行实验操作时，应在硬纸板处于　 　 状态下读取测力计的示数；按图（b）所示进行实验操作时，放开硬纸板前，应使两测力计的示数　 　 ，两细线对硬纸板拉力的方向　 　 ．
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）小华利用轻质卡片做实验，是为了忽略卡片的　 　。
（2）将小卡片两边的线分别跨过滑轮，在线的两端挂上钩码(规格相同)，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。
（3）当小卡片平衡时，小华将小卡片　 　(填“翻转”或“旋转”)一个角度，并且保持两根细线平行，松手后小卡片　 　(填“能”或“不能”)在此位置平衡，设计此实验步骤的目的是探究　 　。
（4）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示的情况下，小华下一步的操作是　 　。
（5）当小卡片平衡时，小华将左边滑轮的位置下调(如图乙所示)，目的是研究不在　 　(填“水平方向”或“同一直线”)上的两个力能否平衡。
（6）综上可得，作用在同一物体上的两个力，如果大小　 　、方向　 　，并且作用在　 　，这两个力就彼此平衡。
、实验题
利用如图甲所示器材“探究二力平衡的条件”．
（1）将卡片上的两根线跨放在支架的滑轮上，并在两个线端分别挂上钩码，使作用在卡片上的两个拉力方向相反，且在一条直线上．当卡片平衡时，卡片两边所受的拉力大小　 　（填“相等”或“不相等”）．
（2）为观察不在同一直线上的两个力是否能平衡，可用手将卡片　 　，释放时观察其是否保持平衡．
（3）在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，并观察随之发生的现象．由此可以得到二力平衡的又一个条件是　 　．
（4）该实验在选择卡片时，选用较轻卡片的目的是　 　．
（5）某同学将两个滑轮没有安装成相同高度如图乙所示，你认为能否用该装置进行实验　 　（选填“能”或“不能”）．
、解答题
一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车，行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍，货车（含驾驶员）空载时重为2.5×104N．求货车空载行驶时所受的阻力大小；
3.5二力平衡答案解析
、选择题
A
【解析】解答此类题的关键是必须要牢记二力平衡的四个条件，判断时缺一不可。判断两个力是否是一对平衡力，要看它们是否同时满足四个条件，即：作用在同一物体上，在一条直线上，大小相等，方向相反。
A．图中两个力不是作用在同一直线上，故不是一对平衡力，符合题意；
B、图中两个力作用在同一物体上，在一条直线上，大小相等，方向相反，是一对平衡力，不符合题意；
C、图中两个力作用在同一物体上，在一条直线上，大小相等，方向相反，是一对平衡力，不符合题意；
D、图中两个力作用在同一物体上，在一条直线上，大小相等，方向相反，是一对平衡力，不符合题意。
故选A
A
【解析】A．人的重力与磅秤对人的支持力，是一对平衡力，符合题意；
B．人对磅秤的压力与磅秤对人的支持力，是相互作用力，不合题意；C.磅秤的重力受力物体四磅秤，磅秤对人的支持力 受力物体是人，不是作用在同一物体上，不是平衡力，不合题意；
D．人的重力受力物体是人，人对磅秤的压力受力物体是磅秤，不是平衡力，不合题意；
故选A
平衡力是大小相等，方向相反，作用在同一直线上，关键是作用在同一物体上。
D
【解析】（1）根据二力平衡的条件判断；
（2）运动状态的改变包括：由静止变运动，由运动变静止，速度大小改变和运动方向改变；
（3）惯性是物体的一种性质，而不是力的作用。
（4）根据物体间力的作用的相互性分析判断。
A．被推出的冰壶在水平冰面上滑行时，它只受冰面施加的摩擦力，没有处于平衡状态，故A错误；
B.短道速滑运动员匀速过弯道时运动方向不断改变，即运动状态发生改变，故B错误；
C.滑雪运动员冲过终点后不能立即停下来是因为他有惯性，故C错误；
D.冰球运动员向后蹬冰面，冰面同时对运动员产生向前的反作用力就会前进，说明物体间力的作用是相互的，故D正确。
故选D。
C
【解析】一列火车在平直的铁路上做匀速直线运动，说明火车处于平衡状态，即是受到平衡力的作用，故C符合题意。
故选C
本题属于基础题，只需要搞清楚物体做匀速直线运动时是受到的平衡力的作用即可解答该题。
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。
D
【解析】根据弹簧测力计的测力原理和二力平衡的知识分析判断。
在乙图中，弹簧秤静止时，它的示数等于挂钩上拉力的大小，即拉力F1=4N。根据二力平衡的知识可知，弹簧测力计受到的向左的拉力和向右的拉力大小相等，方向相反，即拉力F2=F1=4N。
故选D。
C
【解析】（1）对上面的物块进行受力分析，根据二力平衡的知识判断两个物体之间弹力的大小；
（2）在水平地面上，地面对物体的支持力等于上面所有物体的重力之和。
（1）甲：由于铜块只受重力，所以下面的铁块对它的支持力等于铜块的重力；
乙：由于磁铁吸引下面的铁块，所以下面的铁块对磁块的支持力等于磁块的重力和吸引力之和；
丙：由于磁块不吸引铜块，所以下面的铜块对磁块的支持力等于磁块的重力；
丁：磁块和磁块之间可能为引力，也可能为斥力，因此下面磁块对上面磁块的支持力可能等于上面磁块的重力和引力之和，也可能等于上面磁块重力与下面磁块的斥力之差；
故①正确，而②、⑤错误；
（2）将四组中叠放的两个物块看做一个整体，无论它们之间的弹力有多大，地面对它们的支持力和它们的总重力相互平衡，即支持力等于总重力，也就是地面的支持力都相等，故④正确。
故选C。
D
【解析】二力平衡的条件是：作用在同一个物体上的两个力，大小相等，方向相反，作用在一条直线上；
故选D。
掌握二力平衡的条件：同物、等大、反向、共线。
A
【解析】根据二力平衡的知识分析。
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。
故选A．
B
【解析】弹簧测力计的读数等于绳子对弹簧的拉力大小。当弹簧测力计处于静止状态时，挂钩一端受的力为1000N，所以示数为1000N。故B正确，而A．C、D错误。
故选B。
、填空题
5；3.6
【解析】本题考查了学生对弹簧测力计的正确使用和读数，对二力平衡的掌握和应用。弹簧测力计的读数，首先要观察其量程和分度值，再读数。根据二力平衡的知识，判断摩擦力的大小。
（1）图中弹簧测力计的最大刻度是5N，则量程为0～5N，分度值为0.2N，故弹簧测力计的示数（即物体受到的拉力）为3.6N；
（2）因为物体在水平面上匀速向右运动，拉力和摩擦力是一对平衡力，所以摩擦力为3.6N。
故答案为：（1）5N；（2）3.6N。
二力平衡条件　；静止　；相同　；相反　
【解析】解：由实验装置图可知，以硬纸板为研究对象，利用弹簧测力计，细线等器材可以探究二力平衡条件实验；
按图（a）所示进行实验操作时，两个拉力都作用在纸板上，且方向相反，当在硬纸板处于静止状态下读取测力计的示数，比较其大小；
按图（b）所示进行实验操作时，探究二力是否共线，将硬纸板转过一定角度，应保持两拉力大小相等，故放开硬纸板前，应使两测力计的示数相同，两细线对硬纸板拉力的方向相反，放手后观察纸板是否静止，即可得出结论．
故答案为：二力平衡条件；静止；相同；相反
二力平衡的条件是作用在同一物体上，大小相等、方向相反，并作用的同一直线上的两个力彼此平衡；分析图可知探究二力平衡实验；当测力计静止时读数；当探究二力平衡条件中二力是否共线时，应该保持二力大小相等、方向相反．
（1）重力
（2）相反；钩码个数
（3）旋转；不能；不在同一条直线上的两个力能否平衡
（4）把小卡片剪成两半，观察小卡片能否平衡
（5）水平方向
（6）相等；相反；同一条直线上
【解析】（1）当卡片的重力很小时，可以将其忽略，此时卡片只受水平方向上的两个拉力，从而减小实验误差；
（2）根据二力平衡时“方向相反，大小相等”分析解答；
（3）根据二力平衡时“在同一直线上”分析解答；
（4）想办法将纸片变成两个物体即可；
（5）分析左边滑轮下调后哪个因素改变即可；
（6）根据二力平衡的条件解答。
（1）小华利用轻质卡片做实验，是为了忽略卡片的重力。
（2）将小卡片两边的线分别跨过滑轮，在线的两端挂上钩码(规格相同)，使作用在小卡片上的两个拉力方向相反，并通过调整钩码个数来改变拉力的大小。
（3）当小卡片平衡时，小华将小卡片旋转一个角度，并且保持两根细线平行，松手后小卡片不能在此位置平衡，设计此实验步骤的目的是探究不在同一条直线上的两个力能否平衡。
（4）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示的情况下，小华下一步的操作是：把小卡片剪成两半，观察小卡片能否平衡；
（5）当小卡片平衡时，小华将左边滑轮的位置下调(如图乙所示)，目的是研究不在水平方向上的两个力能否平衡。
（6）综上可得，作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且作用在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。
、实验题
（1）相等
（2）旋转一定角度
（3）必须在同一物体上
（4）卡片重力可以忽略，对实验不产生影响
（5）能
【解析】（1）钩码由于重力的作用，会对小卡片施加一个拉力的作用，左端的钩码对小卡片施加一个向左的拉力，右端的钩码对小卡片施加了一个向右的拉力，拉力的大小等于钩码的重力；（2）要验证不在同一直线上两个力是否平衡，可以将小卡片转过一个角度，小卡片上受到的两个拉力就不在一条直线上；（3）二力平衡的条件：大小相等，方向相反，在一条直线上，在同一物体上；（4）实验中，用到了小卡片，是因为小卡片的质量很小，其重力远小于卡片受到的拉力，重力可以忽略；（5）只要能到达平衡力的四个条件，就可以研究．
解：（1）保持两个拉力在同一直线上，调整细线两端的钩码，当两端钩码的质量相等时，对小卡片的拉力相等，小卡片平衡；（2）为了验证两力是否在同一直线上，保持卡片两边所受的拉力不变，用手将卡片转过一定角度，并保持两个拉力方向相反，松开手后观察小卡片能否平衡；（3）当小卡片平衡时，用剪刀沿虚线迅速剪断小卡片，由于二力不在同一物体上，所以两侧钩码落下，说明二力平衡的又一个条件是必须在同一物体上；（4）由于小卡片的质量很小，重力远小于卡片受到的拉力，所以选用轻质小卡片目的是忽略卡片重力对实验的影响；（5）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．故答案为：（1）相等；（2）旋转一定角度；（3）必须在同一物体上；（4）卡片重力可以忽略，对实验不产生影响；（5）能．
、解答题
解：货车空载行驶时所受的阻力大小：
f=0.1G=0.1×2.5×104N=2.5×103N；
答：货车空载行驶时所受的阻力大小为2.5×103N；
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