【寒假衔接讲义】人教版 初中物理 八年级下册 专题知识讲义 第05讲 二力平衡（教师卷+学生卷）

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1.了解平衡状态和二力平衡概念；
2.理解二力平衡的条件；
3.会进行一条直线上的力的合成；
4.理解平衡力的概念。
【基础知识】
一、力的合成
1.一个力，如果它的作用效果跟几个力的共同作用效果相同。这个力就叫做那几个力的合力。求几个力合力的过程叫力的合成。
2.同一直线上二力的合成
（1）同一直线上同方向二力的合力，大小等于这两个力大小之和，方向与这两个力的方向相同。记作：F=F1+F2。

（2）同一直线上相反方向的两个力的合力，大小等于两个力大小之差的绝对值，方向和较大的那个力的方向相同。记作F=|F1-F2|。

二、平衡状态与平衡力
1.平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状态叫平衡状态。
2.二力平衡：一个物体同时受到二个力的作用时，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，那么这两个力就彼此平衡，我们称之为二力平衡。
3.平衡力
（1）若物体在几个力作用下保持平衡状态，我们就把这几个力为平衡力，这几个力的合力为零。牛顿第一定律中“没有受到力的作用”，可以理解为“物体受到了平衡力”的作用。
（2）悬挂着的电灯能保持静止，是因为电灯受到重力和灯绳对它的拉力是一对平衡力（图甲）；在平直公路上做匀速直线运动的汽车，受到向前的牵引力和地面、空气对它向后的阻力，这时牵引力和阻力是一对平衡力（图乙）。桌面上的书保持静止，书受到的重力和桌面对书的支持力是一对平衡力（图丙）。

甲 乙 丙
4.物体受平衡力与物体不受力的区别
（1）从运动状态上看，受平衡力与不受力对物体的运动状态而言是等效的，物体都处于静止状态或匀速直线运动状态。
（2）从物体是否发生形变看，物体不受外力时，不发生形变；物体受平衡力时虽然运动状态不变，但会发生形变。
三、二力平衡的判断
1.概念辨析法：看两个力是否满足二力平衡的所有条件，是否作用在同一物体上，是否大小相等，是否方向相反，是否在同一直线上，满足以上条件的两个力彼此平衡。
根据二力平衡条件判断。只要两个力“同体、等值、反向、共线”，那么，这两个力就是一对平衡力。
2.状态分析法：根据物体运动状态来判断。若物体只受两个力的作用，且处于平衡状态（静止或匀速直线运动），则这两个力一定是平衡力。
四、平衡力与相互作用力
五、实验探究-二力平衡的条件
【实验目的】探究二力平衡的条件
【实验器材】表面光滑的桌子（带滑轮）、小车等质量的吊盘（带两根细线）、砝码若干。
【实验步骤】
（1）如图所示，将小车放在光滑的水平桌面上，其左、右挂钩上拴好细绳，并跨过滑轮，下端各栓一等质量的吊盘，吊盘内各放一个等质量的砝码，观察小车是否静止。

（2）向其中的一个吊盘里加砝码，观察小车是否还能静止。
（3）保持两盘内的砝码质量相等，把小车扭转一个角度，使拉力F1、F2不在一条直线上，观察小车的情况。
（4）若将右侧的吊盘也挂在左侧，观察小车运动情况。
（5）另取一个相同的小车，将一个吊盘挂在左边的小车的左侧，将另一个吊盘挂在右边小车的右侧，观察小车的运动情况。
【实验结论】一个物体在两个力的作用下保持静止的条件是：这两个力必须大小相等、方向相反，并且在同一条直线上。
【注意事项】
（1）用小车而不用木块进行实验，能够有效地减小摩擦力，更方便观察小车的运动情况；
（2）实验前，滑轮要加一点润滑油，桌面要光滑，尽量减小摩擦力对实验的影响；
（3）通过观察小车是否静止在桌面上来判断小车是否处于平衡状态；
（4）在向已处于平衡的吊盘中加砝码时，所加的砝码质量不能太小，避免因摩擦而使小车不能向质量大的砝码一端运动，造成理解上的麻烦。
★实验拓展：
改进实验：用卡片探究二力平衡的条件
为了消除小车和桌面之间的摩擦给实验带来的影响，也可以设计如图所示的实验，将系于轻质小卡片（重力可以忽略不计）两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮，在细线的两端挂上钩码，来探究二力平衡的条件。实验中的研究对象是小卡片，小卡片受到两边细线的拉力作用，拉力的大小等于钩码的重力。

六、二力平衡条件的应用
1.确定力的大小和方向
根据二力平衡条件，如果知道了平衡力中一个力的大小、方向，就可确定另外一个力的大小和方向。
如图所示，为弹簧测力计测物重时的简化原理图。挂在弹簧测力计下的物块处于静止状态时，物块所受弹簧拉力和物块重力是一对平衡力，大小相等。若弹簧测力计显示的拉力为5N，则可知物块重力为5N。

2.根据物体受力情况判断物体运动状态
3.根据物体物体运动状态判断物体受力情况
【考点剖析】
考点一：平衡状态
【答题技巧】
平衡状态包括静止和匀速直线运动两种状态。物体在弯曲轨道上做速度大小不变的运动时，速度方向在不断变化，物体的运动状态变化，物体受到非平衡力作用。
【例1】如图所示，能使物体处于平衡状态的是（ ）。
A． B． C． D．
考点二：平衡力和相互作用力
【答题技巧】
平衡力与相互作用力的相同点可简记为：“等大、反向、共线”，而平衡力“同体”，即平衡力作用在同一物体上时物体平衡；相互作用力“异体”，即相互作用力作用在相互作用的两个物体上，相互作用力的描述一般都带有A对B，B对A的特征。
【例2】一个小闹钟静止在水平桌面上，则下列说法正确的是（ ）。
A．闹钟受到的重力和闹钟对桌面的压力是一对相互作用力；
B．闹钟受到的重力和桌面对闹钟的支持力是一对平衡力；
C．闹钟受到的重力和桌面对闹钟的支持力是一对相互作用力；
D．桌面对闹钟的支持力和闹钟对桌面的压力是一对平衡力
考点三：二力平衡条件的应用
【答题技巧】
1.判断物体是否平衡
先确定研究对象，后分析受力情况，满足二力平衡条件则受力平衡，反之受非平衡力作用。
2.判断力的大小和方向
若物体处于平衡状态，则受平衡力作用，然后再对物体进行受力分析，判断哪些力是平衡力，根据其中的一个力的大小和方向判断另一个力的大小和方向。
3.判断物体的运动状态
物体受平衡力时，应保持静止状态或匀速直线运动状态。物体受非平衡力作用时，运动状态会发生变化。
【例3】吊车以2m/s的速度将1×104N的重物竖直向上匀速提起，这时钢索对重物的拉力大小是_______N，若吊车改为2m/s的速度使重物匀速下降，则钢索对重物的拉力大小____（填“变大”、“变小”或“不变”）。
考点四：探究二力平衡条件
【答题技巧】
（1）用小车而不用木块进行实验，能够有效地减小摩擦力，更方便观察小车的运动情况；
（2）实验前，滑轮要加一点润滑油，桌面要光滑，尽量减小摩擦力对实验的影响；
（3）通过观察小车是否静止在桌面上来判断小车是否处于平衡状态；
（4）在向已处于平衡的吊盘中加砝码时，所加的砝码质量不能太小，避免因摩擦而使小车不能向质量大的砝码一端运动，造成理解上的麻烦。
【例4】某实验小组探究二力平衡条件的实验装置如图所示，M为一轻薄塑料片，实验中所用的钩码均为100g，不计绳重及摩擦（g取10N/kg）。

（1）在图甲的装置中滑轮的作用是_______。
（2）当左右两端同时各挂1个钩码时，塑料片静止，其左端受到的拉力F1与右端受到的拉力F2的方向_______；当左端再挂上一个钩码时，如图乙所示，塑料片将做_______（选填“匀速”或“变速”）运动，此时塑料片受到的合力为_______N。
（3）在图甲实验的基础上，用剪刀将塑料片从中间剪断，断开的塑料片向两边加速运动，说明不在同一物体上的两个力________平衡（选填“能”或“不能”）。
考点五：合力和分力
【答题技巧】
同一直线上合力的大小：方向相同时相加，方向相反时相减，方向始终与较大的力的方向相同。
【例5】作用在同一直线上的两个力，下列关于它们合力的说法中正确的是（ ）。
A．若两个力都不为零，则合力不为零；
B．合力大小一定比其中任何一个都大；
C．若两个力大小不同，合力的方向一定跟其中较大的相同；
D．合力的大小等于两个力的大小之和
【真题演练】
1．（江苏中考真题）一辆汽车在圆形跑道上做快慢不变的运动，下列关于该汽车的说法正确的是（ ）。
A．运动状态不变，受力平衡B．运动状态不变，受力不平衡
C．运动状态改变，受力平衡D．运动状态改变，受力不平衡
2．（广西贵港市）以下对四个体育运动项目中涉及的物理知识描述正确的是（ ）。
A．踢足球——踢出去的足球在草地上越滚越慢是因为足球不受力的作用；
B．立定跳远——脚用力向后蹬地，是为了增大惯性；
C．打排球——大力扣球，手对球的作用力大于球对手的作用力；
D．引体向上——双手握住单杠静止时，人受到的重力与单杠对人的拉力是平衡力
3．（黑龙江大庆市）关于力和运动，下列说法中正确的是（ ）。
A．子弹在空中飞行，是因为子弹受到惯性的作用力大于空气阻力；
B．人站在沼泽地上会下陷，是因为人对地面的压力大于地面对人的支持力；
C．系安全带是为了减小车内人员的惯性；
D．物体运动速度改变的过程中，一定受到力的作用
4．（内蒙古通辽市）关于力和运动，下列说法正确的是（ ）。
A．参加三级跳远比赛时，快速助跑是为了增大惯性；
B．用力推桌子，桌子静止不动，因推力等于摩擦力，这两个力是一对相互作用力；
C．在操场跑步，匀速跑过弯道时人受到非平衡力；
D．踢球时，只要脚对球施加的力大小相同，其作用效果一定相同
5．（广西贺州市）如图所示，甲乙叠放在一起，静止在水平地而上，下列说法正确的是（ ）。

A．甲受到的重力与甲对乙的压力是一对平衡力；
B．乙受到的重力与地面对乙的支持力是一对相互作用力；
C．甲受到的重力与乙对甲的支持力是一对相互作用力；
D．甲受到的重力与乙对甲的支持力是一对平衡力
6.（本溪铁岭辽阳）（多选）中国航天技术不断进步，我国已有多位宇航员进入空间站。关于宇航员在空间站工作时的情景，下列说法正确的是（ ）
A. 将电脑带上太空后，电脑的质量不变
B. 工作台上的电脑与工作台保持相对静止
C. 陀螺被抛出后，能继续运动是因为受到惯性的作用
D. 宇航员向前推舱壁时，他会向后运动，因为力的作用是相互的
7．（云南昆明市）联欢会上，小明请大家做一个游戏：左脚和左侧身体紧贴墙面站立静止，如图所示，然后右脚抬离地面，若能使身体仍然保持静止不动者获胜。你认为抬起右脚后，人______（选填“能”或“不能”）保持静止不动，原因是______。

8．（四川成都市）成都地铁运营长度已突破500公里，线网规模跃升至全国城市轨道交通“第四城”。乘客候车时，放在水平站台上的行李箱受到的支持力与重力是一对______力。乘客上车后应站稳，抓好扶手，是为了防止列车运动状态改变时乘客由于具有______而跌倒。
9.（福建省）如图，书静止在水平桌面上。画出书的受力示意图。

10．（湖南衡阳市）小华同学用下面的装置探究二力平衡的条件，具体操作如下：

（1）如图甲所示，用直径略小于滑轮孔径的铁钉把三个滑轮、、分别钉在木板上，木板竖直挂起待用，用大号缝衣针把细线沿轻质塑料块的中心轴线穿过，并在紧靠塑料块的两侧各打一线结，使塑料块与细线固定在一起，且塑料块不与木板接触。将塑料块由静止开始运动，实验表明，作用在同一个物体上的两个力，方向相反，但___________不相等，则这两个力不平衡。
（2）按住塑料块，把跨过轮的细线移到轮上，在两线端挂上相同质量的钩码，松手后塑料块由静止开始转动，如图乙所示。按住塑料块，把跨过轮的细线移到轮上，把塑料块转过，松手后塑料块由静止开始转动，如图丙所示。由此表明，作用在同物体上的两个力，如果仅仅大小相等，方向成某一角度或方向相反但___________，这两个力不平衡。
（3）在探究同一问题时，另一同学将木块放在水平桌面上，设计了如图丁所示的实验，同学们认为小华的实验优于此实验，其主要原因是___________。

A．塑料块容易扭转
B．塑料块是比较容易获取的材料
C．减少了摩擦力对实验结果的影响
【过关检测】
1.一本书放在水平桌面上，书上放一支钢笔，都保持静止，下列说法正确的是（ ）。
A．钢笔受到的重力和书对钢笔的支持力是一对平衡力；
B．钢笔对书的压力和书对钢笔的支持力是一对平衡力；
C．书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力；
D．书受到的重力和桌面对书的支持力是一对平衡力
2.如图，水平桌面上叠放的A、B两个物体，在水平方向力F1和F2的作用下，以共同的速度v一起向右匀速运动，拉力F1=6N，F2=4N，那么物体B的上下表面所受到摩擦力的大小分别为（ ）。
A．6N，4N B．4N，2N C．6N，2N D．0N，2N
3.水平面上的甲、乙两个物体，它们都受到水平拉力和摩擦阻力作用，其路程﹣时间图像如图所示。则可判断两个物体在水平方向上的受力情况是（ ）。
A．甲、乙都受平衡力作用 B．甲、乙都受不平衡力作用
C．甲受平衡力作用，乙受不平衡力作用 D．甲不受平衡力作用，乙受平衡力作用
4.关于放在桌子上静止的花瓶，下列说法正确的是（ ）。
A．花瓶受到的重力和花瓶对桌面的压力是相互作用力；
B．花瓶受到的重力和桌面对花瓶的支持力是一对平衡力；
C．桌面对花瓶的支持力和花瓶对桌面的压力是一对平衡力；
D．桌面对花瓶的支持力和桌子对地面的压力是相互作用力
5.如图所示，甲乙叠放在一起，静止在水平地而上，下列说法正确的是（ ）。
A．甲受到的重力与甲对乙的压力是一对平衡力；
B．乙受到的重力与地面对乙的支持力是一对相互作用力；
C．甲受到的重力与乙对甲的支持力是一对相互作用力；
D．甲受到的重力与乙对甲的支持力是一对平衡力
6.如图所示，穿着早冰鞋的小玲用手推墙后，她由静止开始向后退．下列说法中正确的是（ ）。
A．小玲后退的过程中，她的惯性逐渐变小；
B．小玲后退的过程中，一直做匀速直线运动；
C．小玲推墙时，墙对小玲的作用力等于小玲对墙的作用力；
D．小玲推墙时，墙对小玲的作用力和小玲对墙的作用力是一对平衡力
7.2020年中国高铁长度居世界第一，向世界展示了“中国速度”，高铁进站时，会提前关闭发动机，在阻力作用下缓慢进站直至停止，这说明力可以改变物体的___________；以___________为参照物，进站的高铁是运动的，当高铁停在水平轨道上时，其受到的___________力与轨道对高铁的支持力是一对平衡力。
8.一本书放在桌面上，书受到桌面的支持力F，这个力的施力物体是_________；桌面同时受到书的压力，这个力的受力物体是_______，这两个力是一对________（选填“平衡力”、“相互作用力”）。
9.在“探究二力平衡的条件”实验中：

(1)如图甲所示，甲同学将系于小卡片(重力可忽略不计)两端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__________，两端所挂钩码质量相等时，小卡片才能保持静止，说明平衡的两个力大小____________；
(2)当小卡片平衡时，甲同学将小卡片转过一个角度，松手后瞬间小卡片_______(选填“能”或“不能”)平衡，设计此实验步骤的目的是为了探究______________；
(3)若乙同学在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度(如图乙所示)，你认为_____(选填“能”或“不能”)用该装置进行实验；丙同学设计了如图丙所示实验方案，同学们认为该方案没有甲同学的好，主要原因是丙同学的实验___________。
温馨提示
（1）合力是为了表示几个力的作用效果而引入的，它并不是存在于物体受到的这几个力之外的力。
（2）研究合力时要用到等效替代法。
作用力和反作用力
相互平衡的两个力
示意图
相同点
大小
相等
相等
方向
相反，且在同一直线上
相反，且在同一直线上
区别
作用对象
分别作用在两个物体上
共同作用在同一物体上
作用时间
同时产生，同时消失
一个力消失，另一个力可以存在
力的作用效果
作用力和反作用力分别作用在不同物体上，一般产生不同的效果
两个力共同作用在同一物体上，使物体保持平衡
受力情况
运动状态
物体不受力时
静止或做匀速直线运动
物体受力时
受平衡力
静止或做匀速直线运动
受非平衡力
运动状态改变：从静止到运动、从运动到静止、速度变化、运动方向变化等
运动状态
受力情况
静止
受平衡力作用或不受力
匀速直线运动
受平衡力作用或不受力
运动状态改变
一定受到非平衡力作用