第六节 二力平衡
平衡状态
物体受到几个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说物体处于 状态．
平衡状态有两种：一种是静平衡，物体保持静止状态；一种是动平衡，物体做匀速直线运动．
同一直线上二力的合成
1．如果一个力单独作用的效果与几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力，这种方法叫作 ．
2．力的合成
二力平衡的条件
1．当物体在两个力作用下保持静止状态或匀速直线运动状态时，我们就说这两个力相互平衡，简称 ，这两个力的关系即为 ．
2．探究二力平衡的条件
(1)一对平衡力的合力一定为零．
(2)一对平衡力和一对相互作用力的异同点
力与运动的关系
1．力是改变物体运动状态的原因，即物体受非平衡力(合力不为零)的作用时，其运动状态会改变；物体不受力或受平衡力(合力为零)作用时，运动状态不会改变．
(1)物体运动状态改变指物体运动快慢或运动方向改变或两者都改变．
(2)物体运动状态不变指原来静止仍保持静止，原来运动仍保持原来的方向和速度做匀速直线运动．
2．力与运动关系的应用
(1)用弹簧测力计测量力的大小时，弹簧测力计应处于静止状态或匀速直线运动状态，此时弹簧测力计所测的力(如重力或摩擦力)与弹簧测力计对物体的拉力相等．
(2)推断受力情况：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，已知一个力的大小和方向，可确定另一个力的大小和方向．
(3)判断物体的运动状态：①如果一个物体受到的力为平衡力，则物体处于 或 状态．②如果物体受到非平衡力的作用，物体的运动状态改变，即速度大小改变或运动方向改变或两者都改变．
二力平衡
典例1 [黑龙江中考]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
物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，所受到的力为平衡力，因此根据物体的状态就可以判断出该物体是否受平衡力作用．
变式 [2023·灌云期末]下列物体中受到的力相互平衡的是( )
二力平衡的条件
典例2 (多选)小宇同学用如图所示的装置“探究二力平衡的条件”，不考虑两边细绳的重力对实验的影响．关于这个实验以下描述不正确的是( )
典例2图
A．实验时要把小车放在粗糙的水平桌面上实验效果更好
B．小车左侧受到的拉力就是左边托盘和盘内砝码的总重力
C．只有小车处于静止状态时，小车才受到平衡力的作用
D．当小车平衡后，小宇将小车转过一个角度，设计此实验的目的是为了探究不在同一直线上的两个力是否彼此平衡
“探究二力平衡条件”这个实验很重要的一点就是尽量减少物体受到的摩擦力对实验的影响，所以水平面越光滑越好．静止的物体和匀速直线运动的物体都称为物体处于平衡状态，受平衡力作用，实验中为便于操作，选用物体静止状态进行探究.
变式 [2024·枣庄]如图甲所示是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景．
变式图
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角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个角度，松手后小卡片 (填“能”或“不能”)平衡．设计此实验步骤的目的： ．
(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)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，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
二力平衡的应用
典例3 如图所示，跳伞运动员在某段时间内能匀速直线下降，这段时间内运动员和降落伞作为整体处于 (填“平衡”或 “非平衡”)状态，若运动员和降落伞的总质量为100 kg，降落伞所受的空气阻力为 N (g取10 N/kg)
典例3图
运动员和降落伞作为一个整体匀速直线下降，处于平衡状态，重力和空气阻力是一对平衡力．
变式 [2023·南充期末]如图所示是小辉同学航拍南充美景所用的无人机．无人机在匀速上升、空中悬停、匀速下降阶段，受到的升力分别为F1、F2、F3，不计机身受到的空气阻力，则( )
变式图
A．F1＝F2＝F3 B．F1＜F2＜F3
C．F1＞F2＞F3 D．F1＝F3＜F2
平衡力与相互作用力的辨析
典例4 [2024·安丘期末]龙年春晚舞蹈诗剧《锦鲤》，展现了寓意“年年有余”的祥瑞画面．如图所示是演员们借助绳索竖直匀速上升的过程，下列分析正确的是( )
典例4图
A．绳索对演员的拉力大于演员所受的重力
B．演员所受重力与演员对绳索的拉力是一对平衡力
C．演员所受重力与绳索对演员的拉力是一对平衡力
D．演员所受重力与绳索对演员的拉力是一对相互作用力
(1)二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上．(2)相互作用力的条件：大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在不同的物体上．
变式 [2024·榆次区期中]我国无人机在世界已经处于遥遥领先的位置．如图所示，无人机下方用绳子悬挂着物资进行派送，无人机匀速直线上升的过程中，下列说法正确的是( )
变式图
A．物资对绳子的拉力和物资受到的重力是一对相互作用力
B．无人机受到的重力和无人机对绳子的拉力是一对相互作用力
C．无人机对绳子的拉力和绳子对无人机的拉力是一对平衡力
D．物资受到的重力和绳子对物资的拉力是一对平衡力
1．[2024·静安区期末]重为10牛的木块在3牛的水平拉力作用下沿水平地面做匀速直线运动，木块受到地面的阻力为( )
A．3牛 B．7牛 C．10牛 D．13牛
2．[2024·长沙模拟]微雨四五点，春风九十里.2023年4月27日某校初三学子奔赴韶山开展以“追寻伟人足迹，追光砥砺前行”为主题的研学实践活动．如图所示，巨大的毛泽东铜像屹立在大理石基座正中央，同学们在伟人铜像前庄重宣誓“砥砺前行，不负韶华”．下列说法正确的是( )
第2题图
A．基座受到的重力和地面对基座的支持力是一对平衡力
B．基座对地面的压力和地面对基座的支持力是一对平衡力
C．铜像对基座的压力和基座对铜像的支持力是一对相互作用力
D．基座对地面的压力和基座对铜像的支持力是一对相互作用力
3．[2024·潍城区期中](多选)下列各种动作中，不借助任何工具能在水平地面上保持静止的是( )
A B C D
4．[2023·锡山区期末]如图所示，小明正在探究二力平衡的条件，当手放开硬纸板前，应使两弹簧测力计的示数 ，两细线对硬纸板拉力的方向 ，在放手一刹那，观察硬纸板是否会由静止变为运动．此操作是为了得出“使物体平衡的两个力必须 ”这一结论．
第4题图
5．[2022·菏泽二模]新中国成立70周年阅兵仪式上，国产武装直升机甲、乙两个编队排列并保持“70”字样从天安门上空平稳飞过，以其中一架飞机为参照物，另一架飞机是 的；飞行中保持速度大小不变，沿曲线飞行时，飞机受的是 (填“平衡力”或“非平衡力”)．
第5题图
6．[2024·大同一模]随着我国新能源技术的不断发展优化，新能源汽车出口按下“快进键”．如图所示是某新能源汽车停在匀速直线航行的船上的简图，请你在图中画出该新能源汽车的受力示意图．(O为汽车重心，不计空气阻力)
第6题图第六节 二力平衡
平衡状态
物体受到几个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说物体处于平衡状态．
平衡状态有两种：一种是静平衡，物体保持静止状态；一种是动平衡，物体做匀速直线运动．
同一直线上二力的合成
1．如果一个力单独作用的效果与几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力，这种方法叫作等效替代法．
2．力的合成
二力平衡的条件
1．当物体在两个力作用下保持静止状态或匀速直线运动状态时，我们就说这两个力相互平衡，简称二力平衡，这两个力的关系即为平衡力．
2．探究二力平衡的条件
(1)一对平衡力的合力一定为零．
(2)一对平衡力和一对相互作用力的异同点
力与运动的关系
1．力是改变物体运动状态的原因，即物体受非平衡力(合力不为零)的作用时，其运动状态会改变；物体不受力或受平衡力(合力为零)作用时，运动状态不会改变．
(1)物体运动状态改变指物体运动快慢或运动方向改变或两者都改变．
(2)物体运动状态不变指原来静止仍保持静止，原来运动仍保持原来的方向和速度做匀速直线运动．
2．力与运动关系的应用
(1)用弹簧测力计测量力的大小时，弹簧测力计应处于静止状态或匀速直线运动状态，此时弹簧测力计所测的力(如重力或摩擦力)与弹簧测力计对物体的拉力相等．
(2)推断受力情况：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，已知一个力的大小和方向，可确定另一个力的大小和方向．
(3)判断物体的运动状态：①如果一个物体受到的力为平衡力，则物体处于静止或匀速直线运动状态．②如果物体受到非平衡力的作用，物体的运动状态改变，即速度大小改变或运动方向改变或两者都改变．
二力平衡
典例1 [黑龙江中考]下列物体中，受到平衡力的是( D )
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
物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，所受到的力为平衡力，因此根据物体的状态就可以判断出该物体是否受平衡力作用．
变式 [2023·灌云期末]下列物体中受到的力相互平衡的是( C )
二力平衡的条件
典例2 (多选)小宇同学用如图所示的装置“探究二力平衡的条件”，不考虑两边细绳的重力对实验的影响．关于这个实验以下描述不正确的是( ABC )
典例2图
A．实验时要把小车放在粗糙的水平桌面上实验效果更好
B．小车左侧受到的拉力就是左边托盘和盘内砝码的总重力
C．只有小车处于静止状态时，小车才受到平衡力的作用
D．当小车平衡后，小宇将小车转过一个角度，设计此实验的目的是为了探究不在同一直线上的两个力是否彼此平衡
“探究二力平衡条件”这个实验很重要的一点就是尽量减少物体受到的摩擦力对实验的影响，所以水平面越光滑越好．静止的物体和匀速直线运动的物体都称为物体处于平衡状态，受平衡力作用，实验中为便于操作，选用物体静止状态进行探究.
变式 [2024·枣庄]如图甲所示是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景．
变式图
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角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相反，并通过调整钩码数量来改变拉力的大小．
(2)当小卡片平衡时，小华将小卡片转过一个角度，松手后小卡片不能(填“能”或“不能”)平衡．设计此实验步骤的目的：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，在图甲所示情况下，小华下一步的操作是用剪刀把小卡片剪成两半，使两个力作用于不同的物体．
(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，主要原因是A．
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
二力平衡的应用
典例3 如图所示，跳伞运动员在某段时间内能匀速直线下降，这段时间内运动员和降落伞作为整体处于平衡(填“平衡”或 “非平衡”)状态，若运动员和降落伞的总质量为100 kg，降落伞所受的空气阻力为1 000N．(g取10 N/kg)
典例3图
运动员和降落伞作为一个整体匀速直线下降，处于平衡状态，重力和空气阻力是一对平衡力．
变式 [2023·南充期末]如图所示是小辉同学航拍南充美景所用的无人机．无人机在匀速上升、空中悬停、匀速下降阶段，受到的升力分别为F1、F2、F3，不计机身受到的空气阻力，则( A )
变式图
A．F1＝F2＝F3 B．F1＜F2＜F3
C．F1＞F2＞F3 D．F1＝F3＜F2
平衡力与相互作用力的辨析
典例4 [2024·安丘期末]龙年春晚舞蹈诗剧《锦鲤》，展现了寓意“年年有余”的祥瑞画面．如图所示是演员们借助绳索竖直匀速上升的过程，下列分析正确的是( C )
典例4图
A．绳索对演员的拉力大于演员所受的重力
B．演员所受重力与演员对绳索的拉力是一对平衡力
C．演员所受重力与绳索对演员的拉力是一对平衡力
D．演员所受重力与绳索对演员的拉力是一对相互作用力
(1)二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上．(2)相互作用力的条件：大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在不同的物体上．
变式 [2024·榆次区期中]我国无人机在世界已经处于遥遥领先的位置．如图所示，无人机下方用绳子悬挂着物资进行派送，无人机匀速直线上升的过程中，下列说法正确的是( D )
变式图
A．物资对绳子的拉力和物资受到的重力是一对相互作用力
B．无人机受到的重力和无人机对绳子的拉力是一对相互作用力
C．无人机对绳子的拉力和绳子对无人机的拉力是一对平衡力
D．物资受到的重力和绳子对物资的拉力是一对平衡力
1．[2024·静安区期末]重为10牛的木块在3牛的水平拉力作用下沿水平地面做匀速直线运动，木块受到地面的阻力为( A )
A．3牛 B．7牛 C．10牛 D．13牛
2．[2024·长沙模拟]微雨四五点，春风九十里.2023年4月27日某校初三学子奔赴韶山开展以“追寻伟人足迹，追光砥砺前行”为主题的研学实践活动．如图所示，巨大的毛泽东铜像屹立在大理石基座正中央，同学们在伟人铜像前庄重宣誓“砥砺前行，不负韶华”．下列说法正确的是( C )
第2题图
A．基座受到的重力和地面对基座的支持力是一对平衡力
B．基座对地面的压力和地面对基座的支持力是一对平衡力
C．铜像对基座的压力和基座对铜像的支持力是一对相互作用力
D．基座对地面的压力和基座对铜像的支持力是一对相互作用力
3．[2024·潍城区期中](多选)下列各种动作中，不借助任何工具能在水平地面上保持静止的是( ACD )
A B C D
4．[2023·锡山区期末]如图所示，小明正在探究二力平衡的条件，当手放开硬纸板前，应使两弹簧测力计的示数相等，两细线对硬纸板拉力的方向相反，在放手一刹那，观察硬纸板是否会由静止变为运动．此操作是为了得出“使物体平衡的两个力必须作用于同一直线”这一结论．
第4题图
5．[2022·菏泽二模]新中国成立70周年阅兵仪式上，国产武装直升机甲、乙两个编队排列并保持“70”字样从天安门上空平稳飞过，以其中一架飞机为参照物，另一架飞机是静止的；飞行中保持速度大小不变，沿曲线飞行时，飞机受的是非平衡力(填“平衡力”或“非平衡力”)．
第5题图
6．[2024·大同一模]随着我国新能源技术的不断发展优化，新能源汽车出口按下“快进键”．如图所示是某新能源汽车停在匀速直线航行的船上的简图，请你在图中画出该新能源汽车的受力示意图．(O为汽车重心，不计空气阻力)
第6题图
答案：如图所示：
第6题图
