3.5 二力平衡的条件 同步练习（含解析）

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3.5 二力平衡的条件
一、单选题
1.如图是科技馆里表演自行车（下面挂有钩码）走钢丝的情境。下列说法正确的是 (?? )
A.自行车对绳的压力与钩码的重力是一对相互作用力
B.自行车的重力与钢丝对自行车的支持力是一对相互作用力
C.自行车对钢丝的压力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力
D.自行车和所挂钩码的总重力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力

第1题图 第3题图 第4题图
2.将一本书静止放在水平桌面上，下列各对力中属于一对平衡力的是 (?? )
A.书对桌面的压力和书受到的重力???????B.桌面对书的支持力和桌面受到的重力
C.桌面对书的支持力和书受到的重力????? D.书对桌面的压力和桌面对书的支持力
3.如图所示，叠放在一起的 A，B，C 三个石块处于静止状态，下列说法正确的是 (?? )
A.B 石块受到 A 石块的重力和压力的作用
B.B 石块受到三个力的作用
C.C 石块对 B 石块的支持力和 A 石块对 B 石块的压力是一对平衡力
D.地面对 C 石块的支持力和 C 石块所受重力是一对平衡力
4.如图所示，完全相同的AB两物体叠放一起，在力F的作用下在水平面上作匀速直线运动。则将AB水平放置且在同样大小的力F作用下在同一水平面上运动时 (?? )
A.A和B的运动速度将会不断增加?????
B.B在水平方向受到的力是一对平衡力
C.A受到的推力F和摩擦力f是一对平衡力?
D.A对B也有力的作用，大小为F，方向水平向右
5.下列各图是利用每秒闪光 30 次的照像装置分别拍摄所得的 A、B、C、D 四物体运动情形，图中箭头表示运动的方向，其中哪幅照片表示小球受到平衡力的是 (?? )

A.??B.???C.???D.
6.如图所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦均不计，物重G=5N，则弹簧测力计A和B的示数分别为 (?? )
A.5N，0N???????B.0N，5N???????C.5N，5N????????D.5N，10N

第6题图 第7题图
7.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
8.用轻质细线把两个完全相同的小球悬挂起来，如右图所示。今对小球a施加一个水平向左的恒力F，并对小球b施加一个水平向右的恒力F，最后达到平衡。平衡后状态可能是图 (?? )
A.???B.??????C.?????D.
9.下列图中所画的两个力彼此平衡的是 (?? )
A.B.C.D.
10.如图所示，三个质量相同的物体分别受到竖直向上的拉力作用，处于不同的状态：甲静止，乙以5米／秒的速度向上做匀速直线运动，丙以5米／秒的速度向下做匀速直线运动。F甲、F乙、F丙的大小关系是 (?? )
A.F甲=F乙=F丙????B.F甲 F甲>F丙???D.F丙 >F甲 >F乙

第10题图 第11题图
11.如图所示，小球放在光滑的墙角。已知地面水平，墙面竖直，球与墙面相互接触，则下列关于小球受力情况的示意图正确的是 (?? )
A. B. C.??D.
12.如图甲所示，老李用水平向左的力F推放在水平地面上的箱子，力F的大小以及箱子的运动速度大小v随时间f的变化情况分别如图乙、丙所示。则箱子受到的阻力 (?? )

A.在6～8秒内等于12牛????????????B.在0～10秒内始终等于10牛
C.在第2秒受到的阻力等于4牛?????????D.在第10秒受到的阻力大于10N
13.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
二、填空题
14.今年中国男足在陕西举行的世界杯亚洲区预选赛中，2比0击败卡塔尔队，奇迹般地晋级12强。球员争顶后顶出的球在上升过程中受到________(填“平衡力”或“非平衡力”)作用，足球最后会落回地面是因为受________的作用。
15.中国北斗卫星导航系统是继美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧洲伽利略之后，全球第四大卫星导航系统。北斗卫星导航系统目前已经覆盖亚太区域，2020年将形成由30多颗卫星组网具有覆盖全球的能力。高精度的北斗卫星导航系统实现自主创新，既具备GPS和伽利略系统的功能，又具备短报文通信功能。目前运行的北斗导航卫星都是同步通信卫星，这类卫星虽然围绕地球转动，但我们却觉得它在空中静止不动。该卫星受到的是________。
A．受平衡力 ????B．不受力??? ??C．受不平衡力?? ??D．无法确定
16.如图所示为一条平直的轨道ABC，其中AB段表而粗糙，BC段表面光滑，一辆电动小车在A位置由静止开始向右运动。小车静止时受到的支持力和??________是一对平衡力。小车经过B点后将做________运动（不计空气阻力）。

第16题图 第17题图 第19题图
17.某次演练中，直升飞机悬停于高空，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________运动状态，此时伞兵受到的重力________阻力（选填 “<”、“=”或“>”）；在________（选填“t1~t2”或“t2~t3”）内，伞兵受到的阻力保持不变，此时受到的重力________阻力（选填 “<”、“=”或“>”）。
18.静止在水平桌面上的一本书，下列各对力中，（1）属于物体间相互作用的两个力的是________；（2）属于一对平衡力的是________．
①书对桌面的压力和桌面对书的支持力? ②书受到的重力和桌面对书的支持力
③书受到的重力和书对桌面的压力????? ④课桌受到的重力和桌面对书的支持力．
19.如图所示，是“探究二力平衡条件“的实验装置．在实验过程中，把小车放在水平桌面上，两端小盘里加砝码，先使两盘砝码质量相等，再使砝码质量不相等，观察小车的运动情况，发现小车在砝码质量________时静止，在砝码质量________时运动．接着，保持两盘砝码质量相等，把小车扭转一个角度，使拉力F1和F2________上，观察到小车发生转动．
三、实验探究题
20.在实验中经常会出现实验现象与理论的“不匹配”，理性思考这些现象有助于提高我们的科学素养。
（1）如图是研究二力平衡的实验装置，此时小车保持静止。若在右盘中再加入一个较小的砝码，小车理应向右运动，但实际操作时小车往往仍保持静止。你认为出现这种现象的原因是________
（2）当实验现象与理论之间出现“不匹配”时，可取的做法是 (?? )??
A.否定相应的理论 B.放弃实验，直接认同相应的理沦
C.查阅资料，了解理论的适用条件

第20题图 第21题图
21.如图所示，图甲是小华同学探究“二力平衡条件”时的实验情景：
（1）小华将卡片（重力可忽略不计）两端的细线绕过滑轮，并挂上钩码，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）为了探究不在同一直线上的两个大小相等的力是否平衡，小华将卡片扭转一个角度，松手后卡片________（选填“能”或“不能”）平衡．
（3）在图甲所示情况下，小华用剪刀将卡片一分为二，两张小卡片迅速向两边分离．此操作是为了探究：________________________________．
（4）在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了图乙所示的实验，同学们认为小华的实验优于小明的实验．其主要原因是________
A．减小摩擦力对实验结果的影响 B．卡片是比较容易获取的材料
C．容易让卡片在水平方向上保持平衡 D．卡片容易扭转．
对此，你对小明的实验装置提出的改进意见是________________________．
四、解答题
22.所示的各种情况中，两个力能平衡吗?为什么?




23.如图所示，是码头上经常见到的叉车搬运货物的情景，货物M放在叉车上，M受到重力G和支持力N的作用．
请思考下列问题．
（1）当货物M静止时，N和G关系怎样？
（2）当叉车使货物匀速上升时，N和G关系怎样？
（3）当叉车使货物加速上升时，N和G关系怎样？如果加速下降呢？


24.如图是小明探究“二力平衡条件”的实验装置。
（1）小明将重力可忽略不计的卡片两端用细线绕过滑轮，并挂上钩码，使作用在卡片上的两个拉力方向相反。实验过程中，可通过调整________来改变拉力的大小。
（2）小明将卡片扭转一个角度，松手后卡片________（选填“能”或“不能”）保持平衡。
（3）小明用剪刀将卡片一分为二，两张小卡片迅速向两边分离。此操作要探究的问题是________________________。



参考答案
一、单选题
1. D
【解析】A.自行车对绳的压力与钩码的重力，二者方向都是向下的，因此不是相互作用力，故A错误；
B.钢丝对自行车的支持力等于自行车和钩码的总重力，它比自行车的重力大，因此不是相互作用力，故B错误；
C.自行车对钢丝的压力作用在钢丝上，而钢丝对自行车的支持力作用在自行车上，二者没有作用在一个物体上，因此不是一对平衡力，故C错误；
D.自行车和所挂钩码的总重力与钢丝对自行车的支持力，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正确。
2. C
【解析】A.书对桌面的压力和书受到的重力，二者方向相同，不是平衡力，故A错误；?
B.桌面对书的支持力和桌面受到的重力，二者作用在两个物体上，不是平衡力，故B错误；
C.桌面对书的支持力和书受到的重力，二者大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上，是平衡力，故C正确；
D.书对桌面的压力和桌面对书的支持力，二者作用在两个物体上，不是平衡力，故D错误。
3. B
【解析】A.A石块的重力作用在A上，肯定不能作用在B上，故A错误；
B.B保持静止状态，它受到A向下的压力，B向上的支持力和自身的重力，故B正确；
C.C对B的支持力等于A和B的重力之和，A对B的压力等于B的重力，二者大小不同，因此它们不是平衡力，故C错误；
D.地面对C的支持力等于A、B、C的重力之和，C石块的重力比这个支持力小，因此它们不是平衡力，故D错误。
4. B
【解析】A.左图中，A和B一起做匀速直线运动，那么推力F和地面的摩擦力f相等；右图中，A和B的重力不变，对接触面的压力和粗糙程度都不变，因此它们受到的摩擦力还是f；因为F=f，所以A和B会做匀速直线运动，故A错误；
B.因为B在水平面做匀速直线运动，所以它在水平方向受平衡力，故B正确；
C.因为A和B的重力相同，那么它们对地面的压力相同，即地面施加的摩擦力相同，因此A和B受到的摩擦力；对于A来说，它受到向右的推力F，向左的摩擦力 ， 二者大小不同，肯定不是平衡力，故C错误；
D.B做匀速直线运动，它们它受到的摩擦力和A对B的推力是平衡力，即 ， 故D错误。
5. D
【解析】A、物体在相同的时间间隔内运动的距离越来越大，说明物体做加速运动，受力不平衡；
B、物体在相同的时间间隔内运动的距离越来越小，说明物体做减速运动，受力不平衡；
C、物体的运动方向在不断的改变，说明物体做变速运动，受力不平衡；
D、物体在做匀速直线运动，受力平衡。
6. C
【解析】弹簧测力计显示的是它的挂钩上受到拉力的大小。
左图：测力计A处于静止状态，它受到平衡力，测力计A挂钩上受到的拉力就是由于物体的重力产生，因此它的示数为5N；
右图：测力计B处于静止状态，它受到平衡力，它的挂钩上的拉力还是由于物体重力产生，所以它的示数还是5N。
7. B
【解析】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。
8. B
【解析】将小球a、小球b以及它们之间的细线看作一个整体，这个整体在水平方向上受到的向左的恒力和向右的恒力相互平衡；竖直方向上细线的拉力和整体的重力平衡，如下图；

因为重力竖直向下，所以拉力肯定竖直向上，故B正确。
9. C
【解析】A、力的方向不相反，不在同一直线上，这两个力不是平衡力，A错误；
B、力的作用线不在同一条直线上，所以这两个力不是平衡力，B错误；
C、中两力的大小相等，方向相反，并且作用在同一条直线上，所以这两个力是平衡力，C正确；
D、中的两个力作用在两个物体上，所以这两个力不是平衡力，D错误。
10.A
【解析】甲物体受到重力和拉力F甲的作用，由甲静止可知，甲物体受到平衡力的作用，所以F甲=G甲；乙物体受到重力和拉力F乙的作用，由乙向上做匀速直线运动可知，乙物体受到平衡力的作用，所以F乙=G乙；丙物体受到重力和拉力F丙的作用，由丙向下做匀速直线运动可知，丙物体受到平衡力的作用，所以F丙=G丙。因为三个物体的质量相同，可得G甲=G乙=G丙 ， 所以F甲= F乙=F丙 ， A选项正确。
11.B
【解析】由分析可知静止在墙角的小球受到平衡力的作用，A、C、D都不是平衡力，错误；B图中小球受到重力和支持力的作用保持平衡，B选项正确。
12. C
【解析】当t＞6s之后摩擦力不再改变，只与物体的质量和地面的粗糙程度有关，当t＞8s之后进行匀速直线运动，f=F=10N，因此0~6s之间f=F=2t，当t＞6s后f=10N，故ABD错误；在第2秒受到的阻力f=2t=2×2=4N，故C正确。
13. C
【解析】（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。
二、填空题
14. 非平衡力；重力
【解析】球员争顶后顶出的球在上升过程中，球的运动速度越来越小，球处于非平衡状态，那么顶出的球受到非平衡力的作用；足球最后会落回地面是因为受重力的作用。
15. C
【解析】北斗导航卫星沿着轨道做曲线运动，因此它不做匀速直线运动，所以没有处于平衡状态，即不受平衡力，故C正确，而A、B、D错误。
16.重力；匀速直线
【解析】静止的电动小车，受到向下的重力和向上的支持力，由于小车静止所以小车受到平衡力的作用，支持力和重力是一对平衡力。小车经过B点后水平方向上不受到外力的作用，所以小车将做匀速直线运动。
17.加速；>；t2-t3；=
【解析】（1）从图象中可以看出0～t1 ，速度在增大，受到的重力大于阻力；
（2）从t1～t2，速度减小，受到的重力小于阻力；从t2～t3，速度不变，重力等于阻力，重力不变，阻力不变。
18.①；②
【解析】①书对桌面的压力和桌面对书的支持力，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线，作用在两个物体上，是一对作用力与反作用力，即相互作用的力；
②书的重力和桌面对书的支持力两者都作用在书上，并且两者大小相等、都等于书的重力；方向相反，重力竖直向下，支持力竖直向上；且在同一直线上．所以两者是一对平衡力；
③书受到的重力和书对桌面的压力，二力方向相同都竖直向下，所以既不是一对平衡力，也不是相互作用的力；
④课桌受到的重力和桌面对书的支持力，两个力不在同一物体上，大小也不相等，所以既不是一对平衡力，也不是相互作用的力．
19.相等；不相等；不在同一条直线上
【解析】若两盘砝码质量相等时，两边对小车的拉力相等，小车受力平衡，保持静止状态；
若两盘砝码不相等，则两边对小车的拉力不等，小车受力不平衡，则小车的运动状态发生改变，开始运动；
若将小车转动一个角度，则小盘对小车的拉力不在同一直线上，受力不平衡，小车运动状态改变，将会转动．
三、实验探究题
20. （1）小车与桌面之间存在摩擦
（2）C
【解析】（1）如图是研究二力平衡的实验装置，此时小车保持静止。若在右盘中再加入一个较小的砝码，小车理应向右运动，但实际操作时小车往往仍保持静止。你认为出现这种现象的原因是小车与桌面之间存在摩擦；
（2）当实验现象与理论之间出现“不匹配”时，可取的做法是查阅资料，了解理论的适用条件，C选项正确。
21.（1）相反；钩码数量
（2）不能；
（3）不在同一物体上的两个力是否平衡
（4）A；在木块下方装轮子（或垫几根相同的圆木）
【解析】（1）小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码，两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力，拉力的大小等于钩码的重力，钩码的数量越多，拉力就越大；
（2）旋转可以改变两个力不在同一条直线上，当旋转两个力不在同一条直线上，小卡片将不能平衡；（3）把小卡片一剪为二，变为两个卡片，观察两个小卡片是否处于静止状态．此操作是为了探究：不在同一物体上的两个力是否平衡．
（4）结合图甲和图乙的装置可以看出，小华的实验优于小明的实验，其主要原因是小华实验中卡片的重力很小，或以忽略，而小明实验中木块与桌面间的摩擦力较大，会对实验结果造成一定的影响，故选项A符合题意．
为了减小木块与桌面的摩擦力，我们可以在木块下方装轮子或垫几根相同的圆木，变滑动摩擦为滚动摩擦，从而减小摩擦力．
四、解答题
22.A不能平衡，这两个力没有作用在相反方向上。
B可以平衡，这两个力满足二力平衡条件。
C不能平衡，这两个力大小不相等。
D不能平衡，因为这两个力没有作用在一条直线上。
E不能平衡，这两个力没有作用在同一物体上。
【解析】根据二力平衡的条件进行分析，即大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上。
23.答：由图知，货物在竖直方向上受到两个力的作用，一个是重力G，另一个是支持力N．
（1）货物静止时，受到的支持力N和重力G是平衡力，即N=G；
（2）无论是货物匀速上升还是匀速下降，都是做匀速直线运动，因此受到的力是平衡力，即N=G；
（3）货物加速上升时，受到合力的方向向上，因此支持力N大于重力，即N＞G；
货物加速下降时，受到合力的方向向下，因此支持力小于重力，即N＜G．
【解析】①物体处于静止或匀速直线运动状态时，受到的力是平衡力；物体在受平衡力时，一定处于静止或匀速直线运动状态；物体受非平衡力作用时，运动状态发生变化；
②二力平衡的条件是：大小相等、方向相反、作用在同一直线上．
24.（1）钩码的数量
（2）不能
（3）互为平衡力的两个力是否要作用在同一物体上
【解析】（1）小明将重力可忽略不计的卡片两端用细线绕过滑轮，并挂上钩码，使作用在卡片上的两个拉力方向相反。实验过程中，可通过调整钩码的数量来改变拉力的大小。
（2）小明将卡片扭转一个角度，两个力不在同一直线上，卡片肯定不能平衡，即松手后卡片不能平衡；
（3）小明用剪刀将卡片一分为二，这时两个力就作用在两个物体上，因此不能平衡，卡片向两边分离，那么要探究的是：互为平衡力的两个力是否要作用在同一物体上。













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