名师导学——2.8 二力平衡的条件

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2.8 二力平衡的条件
点击要点
1．一个物体在两个力的作用下，如果保持 状态或 状态，就说这两个力是相互 的。
2．二力平衡的条件是：两个力要作用在 上， 、 ，并且要在 上。
3．一个物体在平衡力的作用下，将保持 状态或 状态。
4：重为10牛的物体静止在水平桌面上，物体受到 力和 力的作用，两力的施力物体分别为 、 ，两力的方向分别为 、
，两力的关系是 。
5．一对平衡力与一对相互作用力的区别：
一对平衡力 一对相互作用力
相同点 1 大小相等 大小相等
2 方向相反 方向相反
3 作用在同一直线上 作用在同一直线上
不同点 1 作用在同一物体上（平衡力的作用效果可以互相抵消，合力为零） 作用在不同的物体上（一对相互作用力不能互相抵消，也不能求它们的合力）
2 不一定同时存在 同时存在，同时消失
3 不一定是同一性质的力 一定是同一性质的力
课堂讲练
例1 （2011淮安）空中匀速下降的两只降落伞，其总质量相等。甲的速度是3米／秒，乙的速度是5米／秒，所受阻力F甲、F已之比是( )
A．3：5 B．2：5
C．5：3 D．1：1
巩固训练1 运动员用双手握住竖直的竹竿匀速下滑时所受的摩擦力为F1，沿竖直的竹竿匀速上爬时所受的摩擦力为F2，则( )
A．F1向下，F2向上，且F1 =F2
B．F1向下，F2向上，且F1>F2
C．F1向上，F2向上，且F1=F2
D．F1向上，F2向下，且F1 =F2
例2 用弹簧测力计在水平方向上拉动一个置于水平地面的物体，使它做匀速直线运动时，弹簧测力计示数为5牛；当弹簧测力计示数为6牛时，物体运动时受到的摩擦力大小是( )
A．6牛 B．5牛
C．1牛 D．11牛
巩固训练2 质量为5千克的箱子，在25牛的水平推力下，在水平地面上做匀速直线运动，箱子受到哪些力的作用？用力的图示画出来。
例3 某同学静立在磅秤上，下列几对力中属于平衡力的是( )
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．磅秤的重力与人的重力
巩固训练3 （2011淮安）2010年温哥华冬奥会上，我国速滑选手王潆打破世界记录，一人获得三枚金牌。有关王潆运动、领奖瞬间的说法错误的是( )
A．站在领奖台上，受到的重力与支持力是一对平衡力
B．站在领奖台上，受到的支持力与对领奖台的压力是一对平衡力
C．冲过终点后，由于惯性要继续向前滑行
D．用力向后蹬冰面，会向前滑行，原因是物体间力的作用是相互的
跟踪演练
一、选择题
1．关于平衡力，下列说法正确的是( )
A．物体在平衡力作用下一定保持静止状态
B．物体在平衡力作用下一定处于匀速直线运动状态
C．相互平衡的两个力一定是性质相同的力
D．平衡力一定是作用在同一物体上的两个力
2．物体受两个力的作用，由下面哪种情况可以判断这两个力一定是一对平衡力( )
A．物体保持匀速圆周运动
B．物体保持速度大小不变的直线运动
C．物体保持方向不变的直线运动
D．物体保持速度大小、方向都不变的直线运动
3．下列现象中，物体受到非平衡力作用的是( )
A．停留在水中某一深处的潜水艇
B．匀速上升的直升飞机
C．沿田径弯道匀速奔跑的运动员
D．在平直的高速公路上匀速行驶的汽车
4．重力相等的甲、乙两个物体，分别在拉力F甲、F乙的作用下以2米／秒和1米／秒的速度匀速上升，则有( )
A．F甲>F乙 B F甲=F乙
C．F甲5．在下列图示中，表示物体受到的力是平衡力的图是( )
6．如图所示的铁球，在被压缩的弹簧上面能保持静止不动的原因是( )
A．重力的作用
B．弹簧对它的支持力
C．地面对它的支持力
D．平衡力的作用
7．(2010菏泽)用大小不变的水平力，拉木块沿水平桌面上做匀速直线运动，如图所示。木块在运动过程中，下列说法正确的是( )
A．木块对桌面的压力和木块受到的重力是一对平衡力
B．木块受到的滑动摩擦力大小保持不变
C．绳对木块的拉力大于桌面对木块的摩擦力
D．绳对木块的拉力和木块对绳的拉力是一对平衡力
8．一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，则物体( )
A．速度减小
B．按减小后的速度做匀速直线运动
C．仍按原来的速度做匀速直线运动
D．停止运动
9．用两只手在竖直方向拉一个弹簧秤，一只手向上拉秤上端，另一只手向下拉秤下端，这时弹簧秤的示数是8牛，若弹簧秤本身重力不考虑，则下列判断正确的是( )
A．两只手各用4牛的拉力
B．上面那只手用8牛的拉力，下面那只手没用力
C．下面那只手用8牛的拉力，上面那只手没用力
D．两只手各用8牛的拉力
10．起重机吊着5×104牛的物体加速上升时，钢绳对物体的拉力( )
A．大干5×104牛 B．等于5×104牛
C．小于5×104牛 D．不可能做加速运动
二、填空题
11．教室里的课桌处于静止状态，这是因为课桌受到 和 的作用；这两个力是 力。
12．某人以1米／秒的速度匀速地竖直向上提起重50牛的物体，这时人对物体施力的大小为 牛。如果以2米／秒的速度匀速向上提起这一物体，那么这个人对物体施力的大小为 牛。
13．一个男孩用水平力推停在地面上的汽车，但没有推动。这时推力 （填“大于”、“小于”或“等于”）汽车所受的摩擦力。
14．小丽用100牛的水平力推动木箱向右以2米／秒的速度做匀速直线运动，则木箱受到摩擦力的大小是 牛。若要使木箱以5米／秒的速度向右匀速直线运动，则人的推力大小应是 牛，摩擦力的大小是 牛。
15．连同载重共为2000牛的气球在竖直方向上匀速下降，它受到的空气浮力为1900牛。若从气球上抛掉一些重物后，气球能蜴同样大小的速度匀速上升，则抛掉的重物为
（浮力和阻力不变）。
三、分析、实验题
16．为了探究二力平衡的条件，小明动手制作了如图1所示的木块作为受力物体，木块上的四个挂钩作为如图2 所示的两钩码上端细绳的系挂点。
(1)当两端细绳分别系于1、2两个挂钩且保持两绳共线，在左盘中放1个钩码，右盘中放2个钩码时（每个钩码质量相等），木块会向 运动。此时木块受到水平方向上的两个力 （填“是”或“不是”）平衡力。
(2)当两端细绳分别系于3、4两个挂钩，在两盘中各放人1个砝码时，木块会发生 ，直到两边的拉力在 为止。
(3)当把两个吊盘上的细绳都系于一个挂钩上，且让两吊盘都朝右拉木块时，木块将向
运动。
(4)通过(1)、(2)、(3)的实验可得出二力平衡的条件是：作用在一个物体上的两个力，大小 ，方向 ，作用在 上。
7．(2010广东)在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中。
(1)小明的三次实验情况分别如图中的甲、乙、丙所示。实验时，用弹簧测力计拉木块在水平木板（或毛巾）上做匀速直线运动，根据 知识可知，这时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)小明在探究“滑动摩擦力的大小与压力的关系”时，利用图中甲、乙两组数据比较得出：“压力越大，滑动摩擦力就越大”的结论。你认为他这样对比这两组数据就得出这样的结论对吗？ 。你的理由是： 。
(3)请你根据小明这三次实验情况设计一个实验数据记录表格。
(4)从图中甲、丙两组数据比较，你能得出的结论是：
。
提高班习题精选
1．一个物体在三要素完全相同的两个力的作用下，则物体将( )
A．一定做匀速直线运动
B．一定是静止状态
C．不可能做匀速直线运动
D．无法判断
2．（2010兰州）体重为490牛的某同学用双手握住竖直的木杆匀速上攀，他所受的摩擦力( )
A．等于490牛，方向竖直向下
B．等于490牛，方向竖直向上
C．大于490牛，方向竖直向下
D．小于490牛，方向竖直向上
3．(2011连云港)小刚用水平推力推静止在水平地面上的讲台桌，结果没有推动（如图所示）。则下列说法正确的县( )
A．讲台桌不受摩擦力
B．推力与讲台桌的重力大小相等
C．推力小于地面对讲台桌的摩擦力
D．推力与地面对讲台桌的摩擦力大小相等
4．有一弹簧秤放在水平桌面上，两位同学各拉住弹簧秤的一端，使弹簧秤在桌面上静止，此时弹簧秤的示数为20牛，不计弹簧秤与桌面间的摩擦，则两位同学所用的力( )
A．均为10牛 B．均为20牛
C．均为40牛 D．条件不足，无法判断
5．用手握住瓶子的颈部使其悬空，瓶子不会掉下来。这是因为( )
A．手对瓶的摩擦力与瓶的重力平衡
B．手对瓶的摩擦力与手对瓶的压力平衡
C．手对瓶的压力与瓶颈对手的压力平衡
D．手对瓶颈的压力与瓶的重力平衡
6．一物体重为800牛，当它从空中匀速下落时，它所受的空气阻力，的大小( )
A．f>800牛 B．f<800牛
C．f=800牛 D．无法确定
7．(2011绍兴)如图，木块竖立在小车上，随小车一起以相同的速度向右做匀速直线运动，下列分析正确的是( )
A．木块没有受到小车的摩擦力
B．木块的运动速度越大，惯性越大
C．木块对小车的压力与小车对木块的支持力是一对平衡力
D．当小车受到阻力突然停止运动时，如果木块与小车接触面光滑，木块将向右倾倒
8．一辆重4×105牛的汽车，在水平公路上匀速前进，它受到的阻力是5×104牛，则汽车受到的牵引力是( )
A．4×105牛 B．5×104牛
C．4.5×105牛 D．3.5×105牛
9．一物体重2×103牛，在下面两种情况下，求起重机的钢丝绳对物体的拉力。
(1)物体悬吊在空中静止时，拉力是 牛；
(2)物体以0.5米／秒的速度匀速上升时，拉力是 牛。
10．吊车吊着质量2吨的集装箱以0.2米／秒的速度匀速上升，吊车要给集装箱多大拉力？如果集装箱变为以0.1米／秒的速度匀速下降，吊车要给集装箱多大拉力？
11．在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的活动中：
(1)在水平桌面上，用弹簧测力计水平向左拉动
木块，使其做匀速直线运动，弹簧测力计示数
如图所示。根据 知识可知，木块所受的滑动摩擦力为 牛。
(2)小华将木块沿竖直方向截去一半后，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半。他由此得出：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为他的探究过程中存在的问题是 。
12．（2010临沂）在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中：
(1)用弹簧测力计水平拉着木块在水平桌面上做 运动时，弹簧测力计的示数为1.2牛，滑动摩擦力的大小等于 ，这是利用了 。
(2)王永同学猜想：滑动摩擦力大小除了与接触面的粗糙程度以及接触面之间的压力有关外，还可能与物体的运动方向有关。如果要用弹簧测力计、表面平整的木板、带钩的木块等器材，对此猜想进行探究，请你说出主要的实验步骤。
2.8二力平衡的条件
【点击要点】
1．匀速直线运动 静止 平衡
2．同一物体 大小相等 方向相反 同一直线
3．匀速直线运动 静止
4．重 支持 地球 桌面 竖直向下 竖直向上 相互平衡
【课堂讲练】
例l D解析：无论是甲以3米／秒匀速下降，还是乙以5米／秒匀速下降，甲、乙都处于平衡状态，重力与阻力始终是一对平衡力，两者相等。甲、乙的质量相等，重力相等，所以阻力也相等。阻力大小与速度无关。故选D。
巩固训练1 C解析：二力平衡作用。注意关键词“匀速”，说明运动员处于受力平衡状态。摩擦力方向会阻碍物体的相对运动，两次运动，摩擦力都是阻碍运动员向下运动，摩擦力与重力平衡。所以答案为C。
例2 B解析：物体匀速直线运动对，水平方向受到平衡的二力作用，故摩擦力大小等于弹簧测力计示数5N。由于物体与地面之间压力大小、接触面粗糙程度不变，所以拉力变化后摩擦力大小并不会变化。
巩固训练2解：箱子共受到四个力的作用：重力G= mg=5千克×9.8牛／千克=49牛，方向竖直向下，如图。支持力F=G=49牛，方向与重力方向相反，竖直向上。水平推力F1=25牛，摩擦力f=F2=25牛，与Fl方向相反。解析：通过本题提高学生的受力分析能力。对箱子进行受力分析，箱子受到竖直向下的重力和水平方向的推力，箱子做匀速直线运动，它所受的力应是平衡的，重力与水平推力不但不相等，而且方向也不相同，不可能互相平衡。箱子放在地面上，应受到地面向上的支持力，支持力与重力平衡，箱子在水平地面上匀速运动，箱子与地面间产生摩擦力，摩擦力与推力平衡，所以摩擦力的方向与水平推力的方向相反，大小与推力相等。
例3 A解析：平衡力是指作用在一个物体土大小相等、方向相反且在同一直线上的两个力。人静立不动时人的重力与磅秤对人的支承力方向相反，二力，太小相等，作用在同一物体上，符合二力平衡的条件， A正确。人对磅秤的压力的受力物体是磅秤，施办物体是人，而磅秤对人的支持力的受力物体是人，施力物体是磅秤，它们是一对相互作用力，不是平衡力的关系，B不正确。磅秤的重力的受力物体是磅秤，施力物体是地球，而磅秤对人的支持力的受力物体是人，施力物体是磅秤，作用于不同的物体，也不是平衡力的关系，C不正确。磅秤的重力与人的重力，显然不作用于同一个物体，不是平衡力，D不正确。
巩固训练3 B解析：A平衡力指作用在问一物体上的两个力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，很显然重力和支持力符舍这些条件，所以该选项正确；B支持力和压力尽管大小相等，方向相反，但它不是作用在同一物体上，因此不是平衡力，它是一对相互作用力，所以该选项错误；C．任何物体都具有惯性，运动员冲刺到达终点后，不会立即停下来，还会继续运动一段距离，因此该选项正确；D．滑冰时，脚给冰一个向后的力，因为物体闻力的作用是相互的，同时冰也给脚一个向前的力，所以人就能前进，因此该选项正确。
【跟踪演练】
1.D 2.D 3.C 4.B 5.D 6.D 7.B 8.C 9．D 10．A
11．重力 支持力 平衡
12． 50 50
13．等于
14．100 100 100
15．200牛
16．(1)向右 不是(2)转动 一条直线 (3)向右(4)相等 相反 同一条直线
17．(1)二力平衡(2)不对 没有控制接触面的粗糙程度相同(3)如表格
接触面粗糙程度 压力大小 摩擦力大小
光滑 小， 大
粗糙 大 大
粗糙 小 大
(4)当压力大小一定时，接触面越粗糙，摩擦力就越大
【提高班习题猜选】
1.C 2.B 3.D 4.B 5.A 6.C 7.A 8.B
9．(1)2×103 (2)2×103
10．解：G=m×9.8牛／千克=2000千克×9.8牛／千克=19600牛F=G= 19600牛
答：吊车给集装箱的拉力大小都是19600牛。
解析：首先分析集装箱的受为情况并画出受力分析图。集装箱受到重力和吊车给它的拉力，集装箱做匀速直线运动，是处于平衡状态：，它受到的两个力应该是彼此平衡。根据质量与重力的关系求出集装箱受到的重力，再根据两个平衡力的关系，求出拉力。说明：解题的过程中，没有考虑集装箱的运动方向移专痿太小，是因为这些条件跟解题没有关系。只要确定物体保持静止或匀速直线运动状态，也就是保持平衡状态。础能判定物体受到的两个力彼此平衡。
11．(1)二力平衡 2.8 (2)未控制未块对水平面的压力不变
l2．(1)匀速1.2牛二力平衡条件(只要答出一对平衡力的大小关系即·可给分j
(2)①用弹簧测力计水平拉着木块在水平木板上向某一方向匀速运动，记下此时弹簧测力计的示数F1；②用弹簧测力计水平拉着木块在水平木板上向其他不同方向匀，速运动，分别记下此时弹簧测力计的示数F2……；（只要答出向其他某一不同方向即可给分）；③比较F1、F2……的大小，如果相等，则滑动磨擦力的大小与物体的运动方向无关，否则有关。
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