第5节 二力平衡的条件 同步练习（含答案）

第5节　二力平衡的条件
知识点 1　二力平衡
1．如图B3－5－1所示，F1等于F2时，下列各对力中不属于二力平衡的是(　　)
图B3－5－1
2．2019·嘉兴 研究二力平衡的条件时，小明用剪刀将图B3－5－2中静止的薄塑料片从中间剪断，他要研究的是这两个力是否(　　)
图B3－5－2
A．作用在同一直线上 B．方向相反
C．作用在同一物体上 D．大小相等
3．如图B3－5－3所示，人站在商场里匀速上升的电梯上乘电梯上楼，那么此过程中，电梯对人作用力的方向(　　)
图B3－5－3
A．竖直向上 B．竖直向下
C．与运动方向相同 D．与运动方向相反
4.2019·杭州余杭区二模 如图B3－5－4所示是杂技表演独轮车在某一时刻停止在地面的情景，下列分析正确的是(　　)
图B3－5－4
A．人受到的重力与独轮车对人的支持力是一对平衡力
B．人受到的重力与人对独轮车的压力是一对平衡力
C．人受到的重力与人对独轮车的压力是一对相互作用力
D．人对独轮车的压力与独轮车对人的支持力是一对平衡力
知识点 2　物体在平衡力作用下的运动状态
5．如图B3－5－5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 m/s的速度向上做匀速直线运动，丙以5 m/s 的速度向下做匀速直线运动。F甲、F乙、F丙的大小关系是(忽略空气阻力)(　　)
图B3－5－5
A．F甲＝F乙＝F丙 B．F甲C．F乙>F甲>F丙 D．F丙>F甲>F乙
6．一个物体在三要素完全相同的两个力的作用下，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
7．关于平衡力，下列说法中正确的是(　　)
A．物体在平衡力的作用下一定保持静止状态
B．作用在两个物体之间的一对相互作用力可能是平衡力
C．物体受到重力和拉力的作用，这两个力方向相反，它们一定是平衡力
D．运动的物体在平衡力的作用下一定保持匀速直线运动状态
8.如图B3－5－6所示，“嫦娥三号”着陆器向下喷气获得反推力，以较小速度向月球表面匀速降落。着陆器匀速降落时，重力与反推力(　　)
图B3－5－6
A．施力物体相同 B．是相互作用力
C．是一对平衡力 D．其合力向下
9．一个重500 N的物体，当受到500 N竖直向上的拉力时(不计空气阻力)，该物体(　　)
A．一定处于静止状态
B．一定处于匀速上升状态
C．一定处于匀速下降状态
D．以上三种状态都有可能
10．2020·安徽 如图B3－5－7所示，一轻质弹簧(即重力不计)，上端挂在铁架台的水平横杆上，下端挂一重力为G的小球并保持静止。图中分别给出了该状态下小球和弹簧的受力示意图。下列判断正确的是(　　)
图B3－5－7
A．G与F3是一对平衡力
B．G与F3是一对相互作用力
C．F1与F2是一对平衡力
D．F1与F2是一对相互作用力
11．如图B3－5－8所示是用照相机拍摄(每0.1 s拍摄一次)的小球在四种不同运动状态下的照片，其中受到平衡力作用的是(　　)
图B3－5－8
12．如图B3－5－9所示，小红穿上滑冰鞋向右用力推墙，会被墙向左推开。下列说法中正确的是(　　)
图B3－5－9
A．人先对墙施加了推力，然后墙再对人施加推力
B．墙对人的推力大于人对墙的推力
C．人对墙的推力与墙对人的推力是一对平衡力
D．人对墙的推力与墙对人的推力是一对相互作用力
13．在“探究二力平衡的条件”活动中：
图B3－5－10
(1)如果物体只受到两个力的作用，且处于________状态，说明这两个力是相互平衡的。由此，小明提出，能否利用如图B3－5－10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________和________的大小来进行比较。研究发现，在小明的方案中，只能根据相互作用的关系直接测出________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，两名同学不断改进并先后设计了三个实验方案，如图B3－5－11A、B、C所示，请你判断出他们改进的先后顺序：________(用字母表示)。
图B3－5－11
(4)图D是最终确定的实验方案，此方案中，由于________________________________，故卡片的重力可忽略不计。
14．如图B3－5－12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。
图B3－5－12
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？
自|　　我|　　提|　　升
15．为了研究摆锤的摆动，小明用细绳把摆锤悬挂起来，将摆锤从A点由静止释放，利用频闪照相技术(每隔相同时间拍摄一次)拍摄摆锤的位置如图B3－5－13所示。
图B3－5－13
(1)摆锤到达最高点B时，是否处于平衡状态？________(填“是”或“否”)。
(2)小明发现摆锤从A点运动到O点时速度越来越大，他从照片中获得的证据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

教师详解详析
1．A　[解析] 图A中两个力作用在同一物体上，但不在一条直线上，不是一对平衡力； B、C、D图中两个力作用在同一物体上，并在同一条直线上，大小相等，方向相反，是一对平衡力。
2．C　[解析] 将薄塑料片从中间剪断后就变成了两个物体，每个物体水平方向上都只受一个力，不能保持静止状态，因此是探究这两个力是否作用在同一物体上。
3．A　[解析] 因为人站在匀速上升的电梯上，所受重力和支持力是一对平衡力，重力方向竖直向下，支持力的方向与重力方向相反，所以电梯对人支持力的方向竖直向上。
4．A　[解析] 人受到的重力与独轮车对人的支持力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、作用在同一条直线上，是一对平衡力；人受到的重力与人对独轮车的压力是作用在两个物体上的两个力，方向相同，既不是一对平衡力，也不是一对相互作用力；人对独轮车的压力与独轮车对人的支持力大小相等、方向相反、作用在两个物体上、作用在同一条直线上，是一对相互作用力。
5．A　[解析] 忽略空气阻力，甲物体受到重力和拉力F甲的作用，由甲物体静止可知，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，由乙物体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，由丙物体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。
6．C　
7．D　[解析] 物体在平衡力的作用下，物体处于静止状态或匀速直线运动状态；作用在两个物体之间的一对相互作用力，由于力作用在两个物体上，所以两个力一定不是平衡力；物体受到的拉力可能小于或大于重力，所以拉力和重力不一定是平衡力；运动的物体在平衡力的作用下，一定保持匀速直线运动状态。
8．C
9．D　[解析] 物体在不受外力作用或所受的外力为平衡力的情况下，总保持静止或匀速直线运动状态(平衡状态)。由题可知，不计空气阻力，物体的重力为500 N，方向竖直向下，物体受到的拉力为500 N，方向竖直向上，重力与拉力的大小相等，方向相反，作用在同一个物体上，并且在同一条直线上，重力和拉力是一对平衡力，所以物体保持静止或匀速直线运动(匀速上升或匀速下降)状态。
10．D　[解析] G是小球受到的重力，F3是横杆对弹簧的拉力，受力物体不同，不可能为一对平衡力；重力G的施力物体为地球、受力物体为小球，F3的施力物体为横杆、受力物体为弹簧，不满足相互作用力的条件；F1是弹簧对球的拉力，F2是球对弹簧的拉力，受力物体不同，不可能为一对平衡力，但F1与F2大小相等、方向相反，作用在不同物体上，满足相互作用力的条件。
11．D
12．D　[解析] 本题考查对平衡力和相互作用力的理解和掌握。人对墙施加了推力，同时墙对人施加推力；人对墙的推力与墙对人的推力是一对相互作用力，它们大小相等。
13．(1)平衡(静止或匀速直线运动)
(2)拉力　重力　拉力
(3)BAC
(4)卡片所受重力远小于拉力(卡片较轻)
14．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是一对平衡力，即N＝G。
(2)无论货物匀速上升还是匀速下降，都做匀速直线运动，因此受到的力是一对平衡力，即N＝G。
(3)货物加速上升时，合力的方向向上，因此支持力大于重力，即N＞G。
货物加速下降时，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，受到的力是一对平衡力；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：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。
15．(1)否　(2)摆锤相邻位置间隔越来越大