人教版物理八年级（下）专项训练（七）——二力平衡（含答案）

八年级（下）专项训练（七）——二力平衡
训练点一 二力平衡的概念
1. 平衡状态：静止状态或匀速直线运动状态。
2. 二力平衡：物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，这几个力相互平衡。当物体在两个力的作用下处于平衡状态，我们就称为二力平衡。
①物体受平衡力跟物体不受力的区别：
a.从运动状态上看，受平衡力与不受力对物体的运动是等效的，物体都处于静止状态或匀速直我运动状态。
b.从物体的形变来看，物体不受外力，它就不产生形变：物体受平衡力时，它会产生形变。
②牛顿第一定律中“物体在没有受到力的作用时”是一种理想状态，物体不受力和受平衡力的作用是等同的，因此我们可以把牛顿第一定律拓展为“物体在没有受到外力或只受平衡力作用的时候，它会保持静止状态或匀速直线运动状态。”
知识典例? ★★当物体受力平衡时，下列说法中正确的是( )
A.物体-定静止不动
B.物体一定做匀速直线运动
C.物体的运动状态可能发生变化
D.原来运动的物体，受平衡力作用时，一定做匀速直线运动
解析：物体受平衡力作用时，一定处于平衡状态。平衡状态有两种:静止状态和匀速直线运动状态。物体受平衡力作用时，如果物体原来静止，就保持静止状态；如果原来运动，则保持原来的速度做匀速直线运动，运动状态不会发生变化，所以只有选项D正确。
答案:D
知识启示 物体受力平衡时,是处于静止状态还是匀速直线运动状态，将取决于初始状态。
训练点二 二力平衡的条件
1.二力平衡的条件：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。这两个力称为一对平衡力。
巧记 二力平衡的条件：同体、等大、反向、共线
2. 二力平衡解读
知识要点
关键总结
注意问题
平衡状态
物体静止或做匀速直线运动
物体在运动时也可能处于平衡状态
二力平衡条件
大小相等 ，方向相反，作用在同一物体上,作用在同-直线上
与相互作用力的主要区别是: 是否作用在同一物体上
二力平衡条件的应用
一是判断物体所处状态;二是根据平衡状态，如果知道其中一个力可求另-个力
平衡力的合力为零
3. 判断二力平衡的方法
首先要看这两个力是不是作用在同一个物体上,这个条件非常重要，部分同学做题时，容易忽略。然后再看它们是不是作用在同一直线上、大小相等、方向相反，如果两个力不是作用在同一个物体上,尽管这两个力作用在同一直线上、大小相等、方向相反，它们也不是一对平衡力。例如，静止在课桌上的物理课本对课桌的压力和课桌对课本的支持力，两力作用在同一直线上，大小相等方向相反,但两个力作用在两个物体上，不是一对平衡力，而是一对相互作用力。
知识典例?★★放在水平桌面上的质量为0.5 kg的物体,在一个2 N水平拉力的作用下，沿水平方向做匀速直线运动,物体受到哪些力的作用?这些力各是多大？
解析:如图所示，物体受到四个力的作用。重力G与水平桌面施加的支持力N,水平拉力F与水平桌面对物体施加的摩擦力f。由于物体在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上静止,故物体所受力一定是平衡力，竖直方向上重力G和支持力N平衡，大小相等， N=G=mg=0.5 kgX9.8 N/kg=4.9 N;水平方向上拉力与摩擦力平衡，大小相等,f=F=2 N。
答案:物体受到四个力的作用,水平拉力2N,水平桌面对物体的摩擦力2N,重力4.9 N,水平桌面对物体的支持力4.9 N。
知识启示
物体做匀速直线运动，表明物体处于平衡状态，处于平衡状态的物体受到的是平衡力，相互平衡的力大小相等。对物体进行受力分析时，一般先分析重力，然后是弹力，最后是摩擦力。
训练点三 力和运动的关系
条件
合力的方向与物体
运动的方向的关系
物体所处状态
合力
为零 不受外力受平衡力
物体处于静止状态或匀速直线运动状态
合力不为零
(受非平衡力)
相同
速度增大，做直线运动(即加速直线运动)
相反
速度减小，做直线运动(即减速直线运动)
不在一-条直线上
运动方向改变，做曲线运动
知识典例③★★下列关于力和运动的说法正确的是( )
A.重力的方向竖直向下
B.在空中高速飞行的子弹所受的力为重力和向前的动力
C.匀速直线行驶的列车内，一-位同学相对于车厢竖直向上跳起，他会落在车厢内起跳点的后方
D.绕地球运行的“北斗”卫星处于平衡状态
解析:重力的方向总是竖直向下,A选项正确；在空中高速飞行的子弹所受的力为重力和空气阻力，不受向前的动力，子弹向前运动是由于子弹具有惯性,B选项错误；匀速直线行驶的列车内，该同学相对于车厢竖直向上跳起时，由于惯性也会以与列车相同的速度前进，所以在跳起的时间内，列车和人向前经过的路程相等，该同学会落在车厢内起跳点处,C选项错误；平衡状态指的是静止状态或匀速直线运动状态,绕地球运行的“北斗”卫星做圆周运动，运动方向在不断的改变，所以不是平衡状态，D选项错误。
答案： A
知识启示
物体受平衡力跟物体不受外力的区别。从力改变物体的运动状态这一效果上来看，物体受平衡力跟物体不受外力对物体的运动状态的影响是等效的，物体都处于静止状态或匀速直线运动状态。但对物体的形变来说，物体不受外力，它不产生形变；物体受平衡力，它会产生形变。
训练点四 二力平衡的应用
首先，我们可以判断物体是否受力平衡。方法是先确定研究对象，再分析受力情况，若满足二力平衡的条件，则二力平衡；若不满 足，则二力不平衡。例如,用50 N的力提着一个重50 N的书包，研究对象为书包,受重力和拉力作用，这两个力满足二力平衡的条件，故书包受力平衡。
其次，可利用物体的平衡状态根据-个力的大小方向，确定另外-个力的大小和方向。例如， 电灯重1 N,则绳对灯的拉力是多大，方向如何?因为电灯静止时受重力和灯绳对电灯的拉力，这两个力是-对平衡力，重力的大小为1 N,方向竖直向下，根据二力平衡的条件可知，拉力的大小也为1N,方向竖直向上。
知识典例④★★如图所示,用水平力F= 30 N，按住一重G=10 N的木块在竖直墙壁上，当木块沿竖直方向匀速下滑时，木块受到的摩擦力的大小是( )
A.40N B.30N C.20N D.10 N
解析:木块沿竖直方向匀速下滑时木块处于平衡状态，所以其在竖直方向上受到的重力和摩擦力是一对平衡力，木块受到的重力是10 N，根据二力平衡的条件可知摩擦力大小等于10N,故D选项正确。
答案：D
知识启示
静止的物体或匀速直线运动的物体受平衡力的作用。二力平衡的条件包括四方面：同物、同线、等值、反向，根据其中的一个力可以确定另一个力。
专项测训
1．如图是中国“飞人”苏炳添赛跑时的情景。下列说法正确的是（　　）
A．运动员在起跑后加速过程中，脚蹬地的力和脚受到地面摩擦力是一对平衡力
B．运动员达到最大速度匀速向前跑时，运动员在水平方向上受到平衡力的作用
C．运动员冲到终点，不能立即停下，是由于人受到了惯性的作用
D．运动员起跑后加速过程中，假如所有的外力全部消失，运动员将做加速运动
2．“春分”是二十四节气之一，我国多地有春分玩竖蛋游戏的习俗，故有“春分到，蛋儿俏”的说法。如图所示，和鸡蛋所受重力是一对平衡力的是（　　）
A．桌子对地球的吸引力 B．鸡蛋对桌面的压力
C．桌面对鸡蛋的支持力 D．鸡蛋对地球的吸引力
3．如图所示，将一原长为L的弹簧固定在水平桌面上，在其上放置一个小钢球，小钢球静止时弹簧长度为0.8L．现用手向下压弹簧到0.5L处时释放小钢球，释放后小钢球最高运动到距离水平桌面2L处，整个过程中，对小钢球分析正确的是（　　）
A．当压缩弹簧到0.5L处时，小钢球受到的重力和弹力相平衡
B．放手后，当弹簧长度为0.8L时，小钢球受力平衡
C．放手后，当弹簧长度为L时，小钢球受力平衡
D．小钢球上升过程中，当到达最高位置2L处时，小钢球受力平衡
4．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正确的是（　　）
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
5．如图，在水平公路上匀速行驶的太阳能小汽车，下列受力分析中是一对平衡力的是（不考虑汽车受到的升力）（　　）
A．汽车受到的重力和汽车对路面的压力
B．汽车受到的摩擦力和汽车受到的重力
C．汽车受到的摩擦力和汽车受到的支持力
D．汽车受到的重力和路面对汽车的支持力
6．电视台转播围棋赛时，讲解人员所用的棋盘有的是有磁性的，而棋子就是一些小铁片，棋子放在棋盘上不掉下去的原因是（　　）
A．棋盘对棋子的吸引力 B．棋子对棋盘有吸引力
C．棋子受到棋盘的摩擦力 D．棋子很轻，重力几乎为零
7．木箱放在水平地面上，木箱上放一木块，则下列分析正确的是（　　）
A．木箱的重力和地面对木箱的支持力是一对平衡力
B．木块的重力和木箱对木块的支持力是一对平衡力
C．木块对木箱的压力和地面对木箱的支持力是一对平衡力
D．木块对木箱的压力和木箱对木块的支持力是一对平衡力
8．某同学在超市分别乘甲、乙两种自动扶梯匀速上升，如图，其中分析正确的是（　　）
A．她在甲扶梯上只受两个力的作用，她在乙扶梯上受三个力的作用
B．她对乙扶梯的压力和扶梯对她的支持力是一对平衡力
C．她在甲电梯上所受支持力小于她在乙电梯上所受支持力
D．她在乙扶梯上受到向上的摩擦力
9．放在水平桌面上的水杯处于静止状态，则它所受的平衡力是（　　）
A．水杯所受的重力和桌面对水杯的支持力
B．桌面对水杯的支持力和水杯对桌面的压力
C．水杯对桌面的压力和桌子所受的重力
D．水杯所受重力和水杯对桌子的压力
10．一个水杯放在水平桌面上处于静止状态，以下关于这个水杯所涉及到的物理知识的叙述中，说法正确的是（　　）
A．它对桌子的压力和桌子对它的支持力是一对平衡力
B．因为它是静止的，所以它没有惯性
C．它的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力
D．因为它受到摩擦力，所以它不能自动地沿桌面滑动
11．图中是探究“二力平衡条件”的实验装置。下列说法正确的是（　　）
A．实验桌面越光滑越好是为了减小压强
B．小车在竖直方向上所受重力与小车对桌面的压力是一对平衡力
C．小车所受拉力F，的施力物体是地球
D．保持F1和F2相等，用手将小车扭转一个角度，松手后小车不能保持平衡
12．如图所示，小明正用水平推力推静止在水平地面上的箱子，人和箱子均没有运动。下列说法正确的是（　　）
A．推力小于地面对箱子的摩擦力
B．箱子受到的重力和地面对箱子的支持力是一对相互作用力
C．地面对箱子的支持力和箱子对地面的压力是一对平衡力
D．小明脚所受到的摩擦力与箱子所受到的摩擦力大小相等
13．体育课上有爬绳和爬杆两种运动，某同学先后用相同的姿势匀速向上爬绳和爬杆，则（　　）
A．爬绳时受到的摩擦力较大，因为绳子粗糙
B．.爬杆时受到的摩擦力比较大，因为爬杆时手握杆的力要大些
C．.若爬杆和爬绳时速度不一样，则速度大的所有接触部位受到的摩擦力大
D．.爬绳和爬杆时，所有接触部位受到的摩擦力一样大
14．如图所示，一铁块吸附在竖直放置的足够长的磁性平板上，在竖直向上拉力F的作用下，铁块以速度v竖直向上做匀速直线运动。下列说法正确的是（　　）
A．磁性平板对铁块的吸引力和铁块对磁性平板的吸引力是一对平衡力
B．拉力F和磁性平板对铁块的摩擦力是一对平衡力
C．若铁块所受的吸引力突然消失，则它也不受摩擦力
D．若铁块以速度2v竖直向上做匀速直线运动，则拉力F将变大
15．如图所示，一只氢气球系在绳子的一端，因受恒定不变的水平风力的影响，气球静止时绳子偏离了竖直方向。以下相关说法正确的是（　　）
A．绳子断了后，由于惯性气球将保持静止状态
B．气球受到风力和绳子拉力F沿水平方向的分力是一对平衡力
C．气球受到的重力与空气对气球的浮力是一对平衡力
D．气球受到的绳子拉力F与受到的风力是一对平衡力
16．一架遥控直升飞机模型的质量为250g，当它悬停在空中时，旋翼提供的向上的升力是　 　N（g取10N/kg），当它匀速上升和匀速降落时，旋翼提供的升力是　 　选填“相等”或“不等”）的。在某次竖直爬升的过程中，若四个悬翼同时意外停转，则飞机模型将立即　 　（选填“加速下落”或“减速上升”），假设在月球表面上，该直升飞机模型　 　（填“能”或“不能”）旋停在空中。
17．吊车以1m/s的速度匀速提起重2000N的重物，钢索拉力是2000N；当吊车以3m/s的速度匀速提起此重物，则钢索拉力是　 　N：若提升过程中，钢索拉力大小变为1800N，则重物提升速度将　 　。（选填“变大”“变小”或“不变”）
18．如图所示，在探究“二力平衡的条件”实验中：
（1）把小车放在光滑的水平桌面上，增减托盘两端砝码的数量来改变拉力的大小。当两端砝码数量　 　时，小车将处于平衡状态。
（2）将处于平衡状态的小车在水平桌面扭转一个角度后释放，小车不能保持平衡，这样的操作是为了探究相互平衡的二力是否　 　。
19．小明上完体育课后，从学校小卖部买了一瓶饮料，喝完后。
（1）用手捏瓶壁，瓶子变扁，说明力可以使物体发生　 　；
（2）用手握住竖直的饮料瓶不动，如图所示，瓶受到的摩擦力方向　 　，大小　 　（大于/等于/小于）瓶的重力。
（3）若向瓶中加水（未溢出），则瓶子受到的摩擦力将　 　（选填“变大”、“变小”或”不变”）。
20．图甲是商场里常用的垂直电梯和自动扶梯，图乙记录了体重为500N的小兵分别乘坐两电梯的s﹣t图象。则他搭乘垂直电梯受到的支持力为　 　N，他搭乘自动扶梯受到的支持力　 　乘垂直电梯受到的支持力（选填“大于”、“等于”或“小于”）；当随自动扶梯到达扶梯口时，若不小心，身体会向　 　（选填“前”或“”后）倾倒。
21．如图所示是探究“二力平衡的条件”的两种实验装置，你认为装置　 　（选填“甲”或“乙”）更科学。当物体处于静止状态或　 　状态时，它受到的力是相互平衡的。在装置乙中，将小车旋转一定角度，松手后，发现小车旋转后又恢复原状。这说明两个力必须作用在同一　 　（选填“物体”或“直线”）上，物体才能平衡。
22．小北在水平桌面上用弹簧测力计拉着木块在水平方向做匀速直线运动，如图甲，根据二力平衡条件，可知摩擦力与拉力大小　 　；小北在实验中发现要保持木块匀速运动很困难，小松改用如图乙所示的装置，他在用力将本板向左拉出的过程中，弹簧测力计　 　（选填“A”或“B”）的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小。
23．小明在“探究二力平衡条件”的实验中，用轻质卡片，是为了忽略卡片的　 　力。为了探究不相等的两个力能否平衡，操作方法是　 　。在卡片平衡时，小明将右边滑轮的位置上调，目的是为了研究不在　 　（水平方向/同一直线）上的两个力能否平衡。
24．如图是小红同学探究力平衡条件的实验装置。
（1）小红把小车静止放在的　 　（选填“光滑”“粗糙”）的桌面上，通过改变两端的小盘所加砝码的　 　，改变小车所受拉力的大小，结果发现小车左右所受拉力相同时，小车仍然向右端滑动，则可能原因是　 　；
（2）接下来她想探究二力不在同一直线上能否平衡，她进行的操作是，将小车扭转一定角度，松手观察到小车会　 　。由此推断，当行驶的汽车上挂置的风铃如图所示时，汽车　 　（选填“是”或“不是”）做匀速直线运动（忽略空气影响）。
25．小华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，从钩码数量看，卡片两边所受的拉力　 　。
（2）为探究不在同一直线上的两个力能否能平衡，可将卡片　 　（旋转/翻转），松手后观察其能否平衡。
（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：　 　。
（4）小华还利用弹簧测力计代替图甲中的钩码进行了探究，发现两个力的大小还有较小的差距，你认为形成差距的原因是　 　。
（5）在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，同学们认为小华的实验明显优于小明的实验。其主要原因是　 　。（填字母）
A．小卡片是比较容易获取的材料 B．减少摩擦力对实验结果的影响
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
26．在“探究二力平衡的条件”活动中。
（1）如果物体只受到两个力的作用，且处于　 　状态，说明这两个力是一对平衡力。由此，小明提出，可以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　 　力和　 　力的大小来进行比较。研究发现，在小明的方案中，只能直接测出　 　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，方案A将小车用轻绳栓在空中，方案B将木块放在水平桌面上，方案C将小车放在水平桌面上。从方案A到方案B的改进是为了减少　 　力对实验的影响：从方案B到方案C是为了减少　 　力对实验的影响。
27．如图所示，独轮车是一种新型电动步车，具有小巧、携带方便的优点，适于每日通勤使用或者周末时作为一项休闲运动。已知：某品牌独轮车质量为9.6kg。（g＝10N/kg）
（1）当人提着该车静止时手对车的拉力？
（2）周末小明带着哥哥的独轮车来到汇川体育馆400m的跑道上练习使用。在某一次练习中前半圈以2m/s的平均速度行驶，后半圈以4m/s的平均速度行驶完。则此时小明运动一圈的平均速度是多少？（计算结果保留两位小数）
28．小张一家人驾驶汽车外出游玩。已知汽车（包括车上的人和物品）的总重力为8×104N，在平直公路上匀速行驶48km，用时0.6h。若该车行驶过程中受到的阻力是汽车（包括车上的人和物品）总重力的0.05倍。（g＝10N/kg）求：
（1）该汽车行驶的速度
（2）该汽车的总质量；
（3）该汽车匀速直线运动时受到的牵引力。

参考答案
1．B； 2．C； 3．B； 4．D； 5．D； 6．C； 7．B； 8．C； 9．A； 10．C； 11．D； 12．D； 13．D； 14．C； 15．B；
16．2.5；相等；减速上升；不能；
17．2000；变小；
18．相等；在同一直线上；
19．形变；竖直向上；等于；变大；
20．500；等于；前；
21．乙；匀速直线运动；直线；
22．相等；B；
23．重；在小卡片两端挂上数量不同的钩码；水平方向；
24．光滑；数量；桌面未处于水平状态，左端高一些；旋转回来；不是；
25．大小相等；旋转；用剪刀将卡片从中间剪开；轮与轴之间的摩擦不同或未校零或存在读数误差；B；
26．静止或匀速直线运动；重；拉；拉；重；摩擦；
27．解：（1）电动车受到的重力：
G=mg=9.6kg×10N/kg=96N，
因此时电动车处于平衡状态，受到的拉力和重力是一对平衡力，二力大小相等，
所以，手对车的拉力：F=G=96N；
（2）由题目可知前一半路程s1和后一半路程s2为：s1=s2=12s=12×400m=200m；
根据v=sv得：电动车行驶前一半路程所需的时间为：t1=s1v1=200m2ms=100s；
电动车行驶前一半路程所需的时间为：t2==s2v2=200m4ms=50s；
总时间为：t=t1+t2=100s+50s=150s；
小明运动一圈的平均速度为：
v=st=400m150s≈2.67m/s。
答：（1）当人提着该车静止时手对车的拉力为96N；
（2）小明运动一圈的平均速度为2.67m/s。
28．解：（1）该汽车行驶的速度：
v=st=48km06h=80km/h；
（2）根据G=mg可知，该汽车的总质量：
m=Gg=8×104N10Nkg=8×103kg；
（3）该汽车匀速直线运动时，受力平衡，
所以汽车受到的牵引力： F=f=0.05G=0.05×8×104N=4×103N。
答：（1）该汽车行驶的速度为80km/h；
（2）该汽车的总质量为8×103kg；
（3）该汽车匀速直线运动时受到的牵引力为4×103N。