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初中物理人教版八年级下册12.1 杠杆优质导学案
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这是一份初中物理人教版八年级下册12.1 杠杆优质导学案，文件包含讲义人教版初中物理八年级下册第2节二力平衡双基过关+考点突破原卷版docx、讲义人教版初中物理八年级下册第2节二力平衡双基过关+考点突破解析版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共26页， 欢迎下载使用。
知识点一、平衡状态：
1.现象探究与分析
（1）桌上的书、弹簧上的小球、房顶上的灯均在力的作用下处于静止状态。
（2）匀速直线行驶的汽车、匀速直线飞行的飞机均在力的作用下处于匀速直线运动状态。
探究归纳：物体在受到力的作用时也可以保持静止或匀速直线运动状态，即运动状态不变。
2.平衡状态
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，我们就说这几个力相互平衡，物体处于平衡状态。
物体处于平衡状态有两种情况，物体静止或做匀速直线运动。
3.物体处于平衡状态的条件：物体不受力或受力平衡。
4.物体是否受力平衡的判断方法
观察物体的运动状态：
（1）静止或匀速直线运动物体受力平衡
（2）变速运动物体受力不平衡
基础自测：
1．下列给出的现象中，处于平衡状态的物体是（ ）
A．关闭发动机后向前滑行的汽车
B．匀速转弯的汽车
C．正在空中匀速下降的伞兵
D．来回摆动的钟表
【答案】C
【解析】A．关闭发动机后向前滑行的汽车，其速度越来越慢，不是平衡状态，故A不符合题意；
B．匀速转弯的汽车，汽车的运动方向一直发生变化，不是平衡状态，故B不符合题意；
C．正在空中匀速下降的伞兵，处于匀速直线运动状态，是平衡状态，故C符合题意；
D．来回摆动的钟表，速度大小和方向始终在发生改变，不是平衡状态，故D不符合题意。
故选C。
2．下列情景中，处于平衡状态的是（ ）
A． 绕地匀速运动的卫星B． 匀速下降的运动员
C． 下落的苹果D． 加速奔跑的猎豹
【答案】B
【解析】物体受到平衡力作用时能保持平衡状态，即静止状态或匀速直线运动状态。
A．绕地匀速运动的卫星，运动方向不断发生变化，处于非平衡状态，故A不符合题意；
B．匀速下降的热气球，处于平衡状态，故B符合题意；
C．下落的苹果，速度的大小时刻变化，处于非平衡状态，故C不符合题意；
D．加速奔跑的猎豹，速度的大小时刻变化，处于非平衡状态，故D不符合题意。
故选B。
3．下列运动的物体中，受力平衡的是（ ）
A．自由下落的苹果B．加速上升的飞机
C．匀速上坡的汽车D．起跳的跳高运动员
【答案】C
【解析】A．自由下落的苹果，只受重力作用，所以不会是平衡力，故A错误；
B．加速上升的飞机，不属于平衡状态，所以不受平衡力，故B错误；
C．匀速上坡的汽车处于平衡状态，所以其受平衡力，故C正确；
D．起跳跳高的运动员的状态不是平衡状态，所以不受平衡力，故D错误。
故选C。
4．汽车在平直公路上行驶，图中汽车速度与时间关系图像，其中受到平衡力的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【解析】汽车在平直公路上行驶，受到的牵引力和阻力作用；图像中横轴代表时间，纵轴代表速度，由图可知：
A．时间虽然变化，但速度保持不变，属于匀速直线运动，受平衡力作用，故A符合题意；
B．速度先增大后不变，先加速运动，受到非平衡力作用，后匀速运动，受到平衡力作用，故B不符合题意；
C．速度与时间成正比，速度增加，是变速运动，受到非平衡力作用，故C不符合题意；
D．速度随时间的增大而减小，是减速运动，受非平衡力作用，故D不符合题意。
故选A。
5．如图所示，用细线系着的小球在AB之间来回摆动，不计空气阻力，当小球摆动到C点的瞬间，受到的 ___________（选填“是”或“不是”）平衡力的作用，若此时它受到的所有力均消失，则小球将 ___________，理由是___________。
【答案】 不是 做匀速直线运动 见解析
【解析】[1]当小球运动到 C点处时，小球速度和方向在变化，即小球处于非平衡状态，所以小球受到的重力G与线的拉力F不是平衡力，大小不相等。
[2][3]当小球摆动到C点时，其速度不为零，若此时所受的力都消失，根据牛顿第一定律可知，小球将做匀速直线运动。
知识点二、二力平衡的条件
1.二力平衡
物体同时受到两个力作用，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，那么这两个力的平衡就称为二力平衡，这两个力就是一对平衡力，
2.探究二力平衡的条件
【提出问题】
当物体受到两个力的作用而处于平衡状态时，这两个力的大小、方向存在什么关系？它们在一条直线上吗？
【猜想与假设】
物体在两个力的作用下处于平衡状态，这两个力大小应该相等、方向应该相反而且在同一条直线上。
【设计实验】
如图所示，将小车放在光滑的水平桌面上，使小车在水平方向上受两个力的作用。采用控制变量法进行探究，分别改变这两个力的大小（通过改变砝码的质量实现）、方向和是否共线（通过扭转小车实现），由静止释放小车，观察小车在什么条件下会保持静止状态不变。
【进行实验】
（1）控制力的方向不变，保持两个力在同一直线上，使两个力大小不同。即在两侧的细线上悬挂质量不等的砝码。
①现象：小车向砝码质量大的一侧运动。
②分析：小车左右两侧受力方向相反，在同一条直线上，但大小不同，小车不能处于平衡状态。
（2）控制力的方向不变，保持两个力在同一直线上，使两个力大小相等，即两侧细线上悬挂质量相等的砝码。
①现象：小车保持静止。
②分析：小车左右两侧受力大小相同，方向相反，在同一条直线上，小车处于平衡状态。
（3）控制力的大小不变，方向保持相反，但不在一条直线上，即两侧细线上悬挂质量相等的砝码，把小车扭转一个角度。
①现象：小车动起来。
②分析：小车左右两侧受力大小相同，方向相反，但不在一条直线上，不能处于平衡状态。
（4）控制力的大小不变，保持两个力在同一直线上，改变一个力的方向。即细线上悬挂质量相等的砝码，把细线挂在小车的同一侧。
①现象；小车动起来。
②分析：小车水平方向受到的两个力大小相同，在一条直线上，方向也相同，小车不能处于平衡状态。
【实验记录】
【实验结论】
只有当小车受到的两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上时，小车才会处于平衡状态。
归纳二力平衡的条件：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。
【注意事项】
（1）应选择尽量光滑的桌面并确保滑轮和车轮转动灵活，以减小阻力对实验的影响。
（2）实验中选择让小车处于静止状态作为平衡状态，是因为匀速直线运动状态不容易控制。
（3）实验中需将小车扭转一个角度再释放，其目的是使两个力不在同一条直线上。
3.二力平衡的判断方法
（1）根据二力平衡的条件判断：作用在同一个物体上的两个力若大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，则这两个力平衡。
（2）根据物体的运动状态判断：物体处于静止或匀速直线运动状态，则物体所受作用力一定是平衡力。
4.平衡力和相互作用力
基础自测
6．如图所示为“研究二力平衡条件”的实验装置，下列叙述正确的是（ ）
A．实验中应尽量选用粗糙的水平桌面
B．小车只受一对平衡力的作用
C．将小车扭转一个角度，是为了探究两力是否相等
D．可用卡片代替小车，方便探究二力平衡是否需作用在同一物体上
【答案】D
【解析】A．实验中应尽量选用光滑的水平桌面，减少摩擦力对实验的影响，故A错误；
B．小车在水平方向上受一对平衡力，在竖直方向小车受到重力和桌面的支持力也是一对平衡力，所以小车受到两对平衡力的作用，故B错误；
C．将小车扭转一个角度，是为了探究两力是否作用在同一条直线上，故C错误；
D．可用卡片代替小车，剪开纸片，纸片就不能保持静止，所以是探究二力平衡是否需作用在同一物体上，故D正确。
故选D。
7．用如图甲所示的装置“探究二力平衡的条件”，选用质量较小的卡片作为研究对象，在线的两端分别挂上等质量的钩码，对卡片施加两个拉力，下列说法中错误的是（ ）
A．选择轻质卡片进行实验，目的是可忽略卡片的重力
B．改变钩码的个数可改变卡片所受拉力的大小
C．利用图乙可以验证“使物体平衡的两个力必须在同一直线上”
D．实验中不需要将两侧滑轮调整至同一高度
【答案】C
【解析】A．选择轻质卡片进行实验，目的是可忽略卡片的重力，使两个方向上的拉力在同一直线上，A正确，故A不符合题意；
B．卡片所受拉力大小等于钩码的重力，改变钩码的个数可改变卡片所受拉力的大小，B正确，故B不符合题意；
C．图乙两个拉力不在同一直线上，而卡片静止，不能验证“使物体平衡的两个力必须在同一直线上”，C错误，故C符合题意；
D．实验中不需要将两侧滑轮调整至同一高度，只要使二力在同一直线上且大小相等，D正确，故D不符合题意。
故选C。
8．排球曾经是合肥市中考体育测试的项目之一，小明同学参加排球考试时的场景，如图所示。排球脱手后继续竖直向上运动。下列分析正确的是（ ）
A．排球上升到最高点（即速度为零）时将处于平衡状态
B．手击打排球的力大于排球对手的作用力，所以排球能向上运动
C．在击打排球的瞬间，手臂对排球的力与排球所受重力是对平衡力
D．排球离开手后，在继续向上运动的过程中其所受的合力方向竖直向下
【答案】D
【解析】A．排球上升到最高点时，只受重力作用，因此受力不平衡，故A错误；
B．手击打排球的力和排球对手的作用力属于相互作用力，二者大小相等，故C错误；
C．击打排球的过程中，排球运动状态改变，且手击打排球的力与排球的重力方向不相反，大小不相等，不是作用在同一直线上，所以不是一对平衡力，故C错误；
D．排球离开手后，在继续向上运动的过程中，受到竖直向下的的重力要大于空气的阻力，所受的合力方向竖直向下，故D正确。
故选D。
9．如图所示，教室里悬挂着的电灯处于静止状态，绳子对电灯的拉力与电灯受到的重力是一对_________（选填“相互作用力”或“平衡力”）。假如悬挂电灯的绳子突然断了，电灯将_________（选填“保持静止”、“加速下落”或“匀速下落”）。
【答案】 平衡力 加速下落
【解析】[1]教室里悬挂着的电灯处于静止状态，根据二力平衡，绳子对电灯的拉力与电灯受到的重力是一对平衡力。
[2]若悬挂它的绳子断了，它将只受到重力的作用，即会向下做加速下落运动。
10．在“探究二力平衡的条件”实验中。
（1）应保持物体处于______或______状态进行研究；
（2）某同学按左图对弹簧测力计校正零点，再水平放置测量拉力大小，这样操作会使测出的拉力偏______（选填“大”或“小”）；
（3）改正错误后进行了实验，图中（a）、（b）所示的实验过程说明所探究的两个力需作用在______上，物体才能平衡，图（c）则可验证所探究的两个力必须作用于______。
【答案】 静止 匀速直线运动 小 同一直线 同一物体
【解析】（1）[1][2]物体在平衡力的作用下可保持两种状态，静止状态或匀速直线运动状态。
（2）[3]弹簧测力计是在竖直方向调零的，在弹簧、挂钩的重力作用下，指针才落到零刻度线；当弹簧测力计在水平方向上使用时，弹簧、挂钩的重力对测量无影响，指针有一定程度的回缩，所以用该测力计再在水平放置测量拉力大小时，测出的拉力比真实值偏小。
（3）[4]图（a）、（b）所示的实验中当两个力不在一条直线上时，物体会转动，当在同一直线时才静止，此时二力平衡。
[5]图（c）则是将两物体分开后，两个力不再平衡，说明平衡的两个力必须作用于同一物体。
知识点三、二力平衡条件的应用
1.已知物体的受力情况，可以通过受力分析判断物体是否处于平衡状态。如果物体只受两个力作用，并且这两个力满足“同体、等大、反向、共线”的条件，就可以判定物体处于平衡状态（物体静止或做匀速直线运动）。
2.若物体在两个力的作用下处于平衡状态，且已知其中一个力的大小和方向则可以求解另一个力的大小和方向，所求的力与已知力等大，反向。
3.力和运动的关系
（1）物体不受力或受平衡力，运动状态不变
①物体静止
②物体做匀速直线运动
（2）物体受非平衡力，运动状态改变
①力与运动方向相同，物体做直线运动且速度增大；
②力与运动方向相反，物体做直线运动且速度减小
③力与运动方向不共线，运动方向改变，速度大小可能改变
基础自测
11．在弹簧测力计的两侧沿水平方向各加2N拉力并使其保持静止，此时测力计的示数为（ ）
A．0NB．1NC．2ND．8N
【答案】C
【解析】根据对平衡力的认识，弹簧测力计的示数等于挂钩上受到的力，题中弹簧测力计的挂钩上受到了2N的力，所以弹簧测力计的示数为2N，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
12．一个物体同时受到同一直线上两个力的作用，其中，，若用一个力等效代替这两个力，则这个力的大小可能是（ ）
A．1NB．2NC．5ND．7N
【答案】D
【解析】作用在同一个物体、同一直线上的两个力， =3N，=4N。
当两个力的方向相反时，合力为
F=F2-F1=4N-3N=1N
当两个力的方向相同时，合力为
F=F2+F1=4N+3N=7N
因此合力有两种情况，故D符合题意。
故选D。
13．如果用600N的力能将一个物体沿竖直方向匀速提升，那么要将这个物体沿竖直方向匀速放下（不计空气的阻力），所需要的作用力是（ ）
A．小于600N，向上施力B．等于600N，向上施力
C．小于600N，向下施力D．等于600N，向下施力
【答案】B
【解析】用600N的力能将一个物体沿竖直方向匀速提升，说明提力与重力是一对平衡力，大小相等，故物体重力为600N。当要将这个物体沿竖直方向匀速放下时，物体仍处于平衡状态，此时的提力与重力仍是一对平衡力，大小相等，故所需要的作用力仍为600N，并且要向上施力。故ACD不符合题意；B符合题意。
故选B。
14．如图所示，用弹簧测力计测一物体所受重力，则被测物体的重力为_____N，重力的方向是_____的；若改在匀速上升的电梯中进行测量，则弹簧测力计的示数为_____；若改移到月球上进行测量，则弹簧测力计的示数_____（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】 3.2 竖直向下 3.2N 变小
【解析】[1]由图知，弹簧测力计的分度值为0.2N，所以物体的重力为
[2]重力是由于地球吸引而受到的力，所以重力的方向是竖直向下的。
[3]若改在匀速上升的电梯中进行测量，重物受到竖直向下的重力和弹簧测力计的拉力，这两个力是一对平衡力，所以弹簧测力计的示数等于物体的重力，故弹簧测力计示数不变，仍为3.2N。
[4]月球对在其表面物体的吸引力小于地球的吸引力，即月球表面的物体受到的重力变小，在月球上进行测量，物体受到的重力和弹簧测力计的拉力，这两个力还是一对平衡力，所以若改移到月球上进行测量，弹簧测力计的示数会变小。
考点突破
考点1.对平衡力、平衡状态的判断
方法：判断二力平衡的方法
（1）由受力情况判断：如果两个力满足“同体、等大、反向、共线”，则二力平衡；反之则不平衡。
（2）由运动情况判断：如果物体静止或匀速直线运动，即物体处于平衡状态，则物体所受二力平衡；如果物体的运动状态发生改变，则物体受非平衡力。
例1.（2022·湖南邵阳·中考真题）2021年8月5日下午，中国小将全红婵在东京奥运会女子10米跳台决赛中夺冠。当她站在领奖台上领奖时，下列两个力为一对平衡力的是（ ）
A．她所受的重力和她对领奖台的压力
B．她所受的重力和领奖台对她的支持力
C．她对领奖台的压力和领奖台对她的支持力
D．她对领奖台的压力和领奖台受到的重力
【答案】B
【解析】
二力平衡的条件是：作用在一个物体上的两个力，大小相等，方向相反，作用在一条直线上。
A．全红婵所受的重力作用在全红婵身上，她对领奖台的压力作用在领奖台上，二力不是作用一个物体上，不满足二力平衡的条件，故A不符合题意；
B．全红婵所受的重力和领奖台对她的支持力都作用在全红婵身上，大小相等，方向相反，作用在一条直线上，满足二力平衡的条件，故B符合题意；
C．全红婵对领奖台的压力作用在领奖台上，领奖台对她的支持力作用在全红婵身上，二力不是作用一个物体上，不满足二力平衡的条件，故C不符合题意；
D．全红婵对领奖台的压力作用在领奖台上，方向竖直向下，领奖台受到的重力作用在领奖台上，方向竖直向下，二力方向相同，不满足二力平衡的条件，故D不符合题意。
故选B。
例2.（2022·四川巴中·中考真题）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
【答案】A
【解析】
二力平衡的条件是作用在同一物体上，大小相等，方向相反，作用在同一直线上；
A．钢笔受到的重力作用在钢笔上，方向为竖直向下，书对钢笔的支持力作用在钢笔上，方向为竖直向上，两个力大小相等，是一对平衡力，故A正确；
B．钢笔对书的压力作用在书上，书对钢笔的支持力作用在钢笔上，两个力没有作用在同一物体上，所以不是一对平衡力，故B错误；
C．书对桌面的压力作用在桌面上，桌面对书的支持力作用在书上，两个力没有作用在同一物体上，所以不是一对平衡力，故C错误；
D．书受到的重力作用在书上，大小为书的重力，桌面对书的支持力作用在书上，大小为书和钢笔的总重力，两个力大小不相等，所以不是一对平衡力，故D错误。
故选A。
考点2.探究二力平衡的条件
方法：关于探究二力平衡条件的两点提醒
(1)实验中要注意控制变量法的应用，即每次只改变一个因素，而控制其他因素不变。
(2)为了便于实验，选择静止状态作为平衡状态展开实验。实验过程中应尽量减小阻力等因素对实验的影响，所以应选用较为光滑的平面，并确保滑轮转动灵活。
例3.（2022·山东聊城·中考真题）在探究“二力平衡的条件”实验中，小聪同学采用的实验装置如图甲所示，小明同学采用的实验装置如图乙所示。
（1）老师指出图乙的装置更科学，原因是选用小车，可以减小___________对实验结果的影响；
（2）实验中判断小车是否受平衡力作用的依据是小车保持___________（选填“静止”或“匀速直线运动”）状态；
（3）左右两盘放质量相等的砝码，小车保持静止。将左盘中再添加一个砝码，小车将运动，说明彼此平衡的两个力大小___________；
（4）小车处于静止后，保持与的大小不变，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，小车将转动，说明彼此平衡的两个力必须在___________上。
【答案】 摩擦力 静止 相等 同一直线
【解析】
（1）[1]实验中选用小车为研究对象，滚动摩擦代替滑动摩擦，可以减小摩擦力对实验结果的影响。
（2）[2]实验中通过观察小车能否静止，确定其是否处于平衡状态，如果小车处于静止状态，说明小车受到平衡力的作用。
（3）[3]实验时，向左盘和右盘同时加入相等质量的砝码时，小车在水平方向受到的拉力相等，处于静止状态，将左盘中再添加一个砝码，小车将运动，这表明平衡的两个力需要大小相等。
（4）[4]把小车转过一个角度，然后松手，观察到小车转动，最后恢复到静止状态，说明小车在水平方向上受到的两个力在同一条直线上时才能平衡。
考点3.二力平衡的应用
方法：二力平衡的应用
形成一种思维模式，只要物体处于静止状态或匀速直线运动状态，马上想到物体受平衡力；二力平衡时，若知道一个力的大小和方向，根据二力平衡的条件马上可以得出另一个力的大小和方向，所要求的力与已知力大小相等，方向相反。
例4.（2022·山东济南·中考真题）下列各种动作中，在水平地面上无法保持的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【解析】
ACD．二力平衡的条件是：两个力的大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在同一物体上。人受到的重力和地面对人的支持力，满足二力平衡的条件，是一对平衡力，能够在水平地面上保持，故ACD不符合题意；
B．人受到的重力和地面对人的支持力不在同一直线上，不是平衡力，所以，在水平地面上无法保持，故B符合题意。
故选B。
考点4.平衡力与相互作用力的辨析
方法：细化分，明判断，巧析两对力
（1）共同点：大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
（2）不同点：平衡力的受力物体是同一个物体，施力物体为两个不同的物体；相互作用力的受力物体为两个物体，施力物体为两个物体，这两个物体彼此互为施力物体和受力物体。
例5.（2022·广西梧州·中考真题）小玲在做家务时，用平行于水平地面的力推沙发，但没有推动。下列说法正确的是（ ）
A．人对沙发的推力小于地面对沙发的摩擦力
B．人对沙发的推力与沙发对人的作用力是一对平衡力
C．沙发受到的重力与地面对沙发的支持力是一对平衡力
D．沙发对地面的压力与地面对人的支持力是一对相互作用力
【答案】C
【解析】
A．用平行于水平地面的力推沙发，但沙发没有被推动，沙发处于静止状态，受到的推力和静摩擦力是一对平衡力，所以人对沙发的推力等于地面对沙发的摩擦力，故A错误；
B．人对沙发的推力和沙发对人的作用力，是两个物体之间的相互作用力，不是平衡力，故B错误；
C．沙发受到的重力与地面对沙发的支持力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，所以是一对平衡力，故C正确；
D．沙发对地面的压力与地面对人的支持力，不在同一直线上，所以不是一对相互作用力，故D错误。
故选C。
例6.（2022·湖北·荆州市教育科学研究院中考真题）如图所示，人坐在吊椅（椅面水平）上静止时，下列说法正确的是（ ）
A．人对吊椅的压力和吊环对吊椅的拉力是一对平衡力
B．人所受的重力和吊椅对人的支持力是一对平衡力
C．吊椅所受的重力和吊椅对人的支持力是一对相互作用力
D．人所受的重力和人对吊椅的压力是同一个力
【答案】B
【解析】
A．人对吊椅的压力和吊环对吊椅的拉力大小不等，所以不是一对平衡力，故A错误；
B．人所受的重力和吊椅对人的支持力大小相等、方向相反、作用在同一物体、作用在同一直线上，是一对平衡力，故B正确；
C．吊椅所受的重力和吊椅对人的支持力大小不相等，不是一对相互作用力，故C错误；
D．人所受的重力和人对吊椅的压力大小相等，但不是同一个力，重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，压力的施力物体是人，故D错误。
故选B。
实验序号
小车在水平方向所受二力的情况
小车状态
大小
方向
是否在同一直线上
1
不相等
相反
是
不平衡
2
相等
相反
是
平衡
3
相等
相反
否
不平衡
4
相等
相同
是
不平衡
项目
平衡力
相互作用力
力的示意图
大小
相等
相等
方向
相反
相反
作用对象
同一物体上
相互作用的两个物体上
力的作用效果
相互抵消，彼此平衡
各有各的作用效果
力的性质
可为不同性质的力，如上图中G为重力，FN为弹力。
必为同性质的力，如上图中FN和FN’都是弹力。
知识点一、平衡状态：
1.现象探究与分析
（1）桌上的书、弹簧上的小球、房顶上的灯均在力的作用下处于静止状态。
（2）匀速直线行驶的汽车、匀速直线飞行的飞机均在力的作用下处于匀速直线运动状态。
探究归纳：物体在受到力的作用时也可以保持静止或匀速直线运动状态，即运动状态不变。
2.平衡状态
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，我们就说这几个力相互平衡，物体处于平衡状态。
物体处于平衡状态有两种情况，物体静止或做匀速直线运动。
3.物体处于平衡状态的条件：物体不受力或受力平衡。
4.物体是否受力平衡的判断方法
观察物体的运动状态：
（1）静止或匀速直线运动物体受力平衡
（2）变速运动物体受力不平衡
基础自测：
1．下列给出的现象中，处于平衡状态的物体是（ ）
A．关闭发动机后向前滑行的汽车
B．匀速转弯的汽车
C．正在空中匀速下降的伞兵
D．来回摆动的钟表
【答案】C
【解析】A．关闭发动机后向前滑行的汽车，其速度越来越慢，不是平衡状态，故A不符合题意；
B．匀速转弯的汽车，汽车的运动方向一直发生变化，不是平衡状态，故B不符合题意；
C．正在空中匀速下降的伞兵，处于匀速直线运动状态，是平衡状态，故C符合题意；
D．来回摆动的钟表，速度大小和方向始终在发生改变，不是平衡状态，故D不符合题意。
故选C。
2．下列情景中，处于平衡状态的是（ ）
A． 绕地匀速运动的卫星B． 匀速下降的运动员
C． 下落的苹果D． 加速奔跑的猎豹
【答案】B
【解析】物体受到平衡力作用时能保持平衡状态，即静止状态或匀速直线运动状态。
A．绕地匀速运动的卫星，运动方向不断发生变化，处于非平衡状态，故A不符合题意；
B．匀速下降的热气球，处于平衡状态，故B符合题意；
C．下落的苹果，速度的大小时刻变化，处于非平衡状态，故C不符合题意；
D．加速奔跑的猎豹，速度的大小时刻变化，处于非平衡状态，故D不符合题意。
故选B。
3．下列运动的物体中，受力平衡的是（ ）
A．自由下落的苹果B．加速上升的飞机
C．匀速上坡的汽车D．起跳的跳高运动员
【答案】C
【解析】A．自由下落的苹果，只受重力作用，所以不会是平衡力，故A错误；
B．加速上升的飞机，不属于平衡状态，所以不受平衡力，故B错误；
C．匀速上坡的汽车处于平衡状态，所以其受平衡力，故C正确；
D．起跳跳高的运动员的状态不是平衡状态，所以不受平衡力，故D错误。
故选C。
4．汽车在平直公路上行驶，图中汽车速度与时间关系图像，其中受到平衡力的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【解析】汽车在平直公路上行驶，受到的牵引力和阻力作用；图像中横轴代表时间，纵轴代表速度，由图可知：
A．时间虽然变化，但速度保持不变，属于匀速直线运动，受平衡力作用，故A符合题意；
B．速度先增大后不变，先加速运动，受到非平衡力作用，后匀速运动，受到平衡力作用，故B不符合题意；
C．速度与时间成正比，速度增加，是变速运动，受到非平衡力作用，故C不符合题意；
D．速度随时间的增大而减小，是减速运动，受非平衡力作用，故D不符合题意。
故选A。
5．如图所示，用细线系着的小球在AB之间来回摆动，不计空气阻力，当小球摆动到C点的瞬间，受到的 ___________（选填“是”或“不是”）平衡力的作用，若此时它受到的所有力均消失，则小球将 ___________，理由是___________。
【答案】 不是 做匀速直线运动 见解析
【解析】[1]当小球运动到 C点处时，小球速度和方向在变化，即小球处于非平衡状态，所以小球受到的重力G与线的拉力F不是平衡力，大小不相等。
[2][3]当小球摆动到C点时，其速度不为零，若此时所受的力都消失，根据牛顿第一定律可知，小球将做匀速直线运动。
知识点二、二力平衡的条件
1.二力平衡
物体同时受到两个力作用，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，那么这两个力的平衡就称为二力平衡，这两个力就是一对平衡力，
2.探究二力平衡的条件
【提出问题】
当物体受到两个力的作用而处于平衡状态时，这两个力的大小、方向存在什么关系？它们在一条直线上吗？
【猜想与假设】
物体在两个力的作用下处于平衡状态，这两个力大小应该相等、方向应该相反而且在同一条直线上。
【设计实验】
如图所示，将小车放在光滑的水平桌面上，使小车在水平方向上受两个力的作用。采用控制变量法进行探究，分别改变这两个力的大小（通过改变砝码的质量实现）、方向和是否共线（通过扭转小车实现），由静止释放小车，观察小车在什么条件下会保持静止状态不变。
【进行实验】
（1）控制力的方向不变，保持两个力在同一直线上，使两个力大小不同。即在两侧的细线上悬挂质量不等的砝码。
①现象：小车向砝码质量大的一侧运动。
②分析：小车左右两侧受力方向相反，在同一条直线上，但大小不同，小车不能处于平衡状态。
（2）控制力的方向不变，保持两个力在同一直线上，使两个力大小相等，即两侧细线上悬挂质量相等的砝码。
①现象：小车保持静止。
②分析：小车左右两侧受力大小相同，方向相反，在同一条直线上，小车处于平衡状态。
（3）控制力的大小不变，方向保持相反，但不在一条直线上，即两侧细线上悬挂质量相等的砝码，把小车扭转一个角度。
①现象：小车动起来。
②分析：小车左右两侧受力大小相同，方向相反，但不在一条直线上，不能处于平衡状态。
（4）控制力的大小不变，保持两个力在同一直线上，改变一个力的方向。即细线上悬挂质量相等的砝码，把细线挂在小车的同一侧。
①现象；小车动起来。
②分析：小车水平方向受到的两个力大小相同，在一条直线上，方向也相同，小车不能处于平衡状态。
【实验记录】
【实验结论】
只有当小车受到的两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上时，小车才会处于平衡状态。
归纳二力平衡的条件：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。
【注意事项】
（1）应选择尽量光滑的桌面并确保滑轮和车轮转动灵活，以减小阻力对实验的影响。
（2）实验中选择让小车处于静止状态作为平衡状态，是因为匀速直线运动状态不容易控制。
（3）实验中需将小车扭转一个角度再释放，其目的是使两个力不在同一条直线上。
3.二力平衡的判断方法
（1）根据二力平衡的条件判断：作用在同一个物体上的两个力若大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，则这两个力平衡。
（2）根据物体的运动状态判断：物体处于静止或匀速直线运动状态，则物体所受作用力一定是平衡力。
4.平衡力和相互作用力
基础自测
6．如图所示为“研究二力平衡条件”的实验装置，下列叙述正确的是（ ）
A．实验中应尽量选用粗糙的水平桌面
B．小车只受一对平衡力的作用
C．将小车扭转一个角度，是为了探究两力是否相等
D．可用卡片代替小车，方便探究二力平衡是否需作用在同一物体上
【答案】D
【解析】A．实验中应尽量选用光滑的水平桌面，减少摩擦力对实验的影响，故A错误；
B．小车在水平方向上受一对平衡力，在竖直方向小车受到重力和桌面的支持力也是一对平衡力，所以小车受到两对平衡力的作用，故B错误；
C．将小车扭转一个角度，是为了探究两力是否作用在同一条直线上，故C错误；
D．可用卡片代替小车，剪开纸片，纸片就不能保持静止，所以是探究二力平衡是否需作用在同一物体上，故D正确。
故选D。
7．用如图甲所示的装置“探究二力平衡的条件”，选用质量较小的卡片作为研究对象，在线的两端分别挂上等质量的钩码，对卡片施加两个拉力，下列说法中错误的是（ ）
A．选择轻质卡片进行实验，目的是可忽略卡片的重力
B．改变钩码的个数可改变卡片所受拉力的大小
C．利用图乙可以验证“使物体平衡的两个力必须在同一直线上”
D．实验中不需要将两侧滑轮调整至同一高度
【答案】C
【解析】A．选择轻质卡片进行实验，目的是可忽略卡片的重力，使两个方向上的拉力在同一直线上，A正确，故A不符合题意；
B．卡片所受拉力大小等于钩码的重力，改变钩码的个数可改变卡片所受拉力的大小，B正确，故B不符合题意；
C．图乙两个拉力不在同一直线上，而卡片静止，不能验证“使物体平衡的两个力必须在同一直线上”，C错误，故C符合题意；
D．实验中不需要将两侧滑轮调整至同一高度，只要使二力在同一直线上且大小相等，D正确，故D不符合题意。
故选C。
8．排球曾经是合肥市中考体育测试的项目之一，小明同学参加排球考试时的场景，如图所示。排球脱手后继续竖直向上运动。下列分析正确的是（ ）
A．排球上升到最高点（即速度为零）时将处于平衡状态
B．手击打排球的力大于排球对手的作用力，所以排球能向上运动
C．在击打排球的瞬间，手臂对排球的力与排球所受重力是对平衡力
D．排球离开手后，在继续向上运动的过程中其所受的合力方向竖直向下
【答案】D
【解析】A．排球上升到最高点时，只受重力作用，因此受力不平衡，故A错误；
B．手击打排球的力和排球对手的作用力属于相互作用力，二者大小相等，故C错误；
C．击打排球的过程中，排球运动状态改变，且手击打排球的力与排球的重力方向不相反，大小不相等，不是作用在同一直线上，所以不是一对平衡力，故C错误；
D．排球离开手后，在继续向上运动的过程中，受到竖直向下的的重力要大于空气的阻力，所受的合力方向竖直向下，故D正确。
故选D。
9．如图所示，教室里悬挂着的电灯处于静止状态，绳子对电灯的拉力与电灯受到的重力是一对_________（选填“相互作用力”或“平衡力”）。假如悬挂电灯的绳子突然断了，电灯将_________（选填“保持静止”、“加速下落”或“匀速下落”）。
【答案】 平衡力 加速下落
【解析】[1]教室里悬挂着的电灯处于静止状态，根据二力平衡，绳子对电灯的拉力与电灯受到的重力是一对平衡力。
[2]若悬挂它的绳子断了，它将只受到重力的作用，即会向下做加速下落运动。
10．在“探究二力平衡的条件”实验中。
（1）应保持物体处于______或______状态进行研究；
（2）某同学按左图对弹簧测力计校正零点，再水平放置测量拉力大小，这样操作会使测出的拉力偏______（选填“大”或“小”）；
（3）改正错误后进行了实验，图中（a）、（b）所示的实验过程说明所探究的两个力需作用在______上，物体才能平衡，图（c）则可验证所探究的两个力必须作用于______。
【答案】 静止 匀速直线运动 小 同一直线 同一物体
【解析】（1）[1][2]物体在平衡力的作用下可保持两种状态，静止状态或匀速直线运动状态。
（2）[3]弹簧测力计是在竖直方向调零的，在弹簧、挂钩的重力作用下，指针才落到零刻度线；当弹簧测力计在水平方向上使用时，弹簧、挂钩的重力对测量无影响，指针有一定程度的回缩，所以用该测力计再在水平放置测量拉力大小时，测出的拉力比真实值偏小。
（3）[4]图（a）、（b）所示的实验中当两个力不在一条直线上时，物体会转动，当在同一直线时才静止，此时二力平衡。
[5]图（c）则是将两物体分开后，两个力不再平衡，说明平衡的两个力必须作用于同一物体。
知识点三、二力平衡条件的应用
1.已知物体的受力情况，可以通过受力分析判断物体是否处于平衡状态。如果物体只受两个力作用，并且这两个力满足“同体、等大、反向、共线”的条件，就可以判定物体处于平衡状态（物体静止或做匀速直线运动）。
2.若物体在两个力的作用下处于平衡状态，且已知其中一个力的大小和方向则可以求解另一个力的大小和方向，所求的力与已知力等大，反向。
3.力和运动的关系
（1）物体不受力或受平衡力，运动状态不变
①物体静止
②物体做匀速直线运动
（2）物体受非平衡力，运动状态改变
①力与运动方向相同，物体做直线运动且速度增大；
②力与运动方向相反，物体做直线运动且速度减小
③力与运动方向不共线，运动方向改变，速度大小可能改变
基础自测
11．在弹簧测力计的两侧沿水平方向各加2N拉力并使其保持静止，此时测力计的示数为（ ）
A．0NB．1NC．2ND．8N
【答案】C
【解析】根据对平衡力的认识，弹簧测力计的示数等于挂钩上受到的力，题中弹簧测力计的挂钩上受到了2N的力，所以弹簧测力计的示数为2N，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
12．一个物体同时受到同一直线上两个力的作用，其中，，若用一个力等效代替这两个力，则这个力的大小可能是（ ）
A．1NB．2NC．5ND．7N
【答案】D
【解析】作用在同一个物体、同一直线上的两个力， =3N，=4N。
当两个力的方向相反时，合力为
F=F2-F1=4N-3N=1N
当两个力的方向相同时，合力为
F=F2+F1=4N+3N=7N
因此合力有两种情况，故D符合题意。
故选D。
13．如果用600N的力能将一个物体沿竖直方向匀速提升，那么要将这个物体沿竖直方向匀速放下（不计空气的阻力），所需要的作用力是（ ）
A．小于600N，向上施力B．等于600N，向上施力
C．小于600N，向下施力D．等于600N，向下施力
【答案】B
【解析】用600N的力能将一个物体沿竖直方向匀速提升，说明提力与重力是一对平衡力，大小相等，故物体重力为600N。当要将这个物体沿竖直方向匀速放下时，物体仍处于平衡状态，此时的提力与重力仍是一对平衡力，大小相等，故所需要的作用力仍为600N，并且要向上施力。故ACD不符合题意；B符合题意。
故选B。
14．如图所示，用弹簧测力计测一物体所受重力，则被测物体的重力为_____N，重力的方向是_____的；若改在匀速上升的电梯中进行测量，则弹簧测力计的示数为_____；若改移到月球上进行测量，则弹簧测力计的示数_____（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】 3.2 竖直向下 3.2N 变小
【解析】[1]由图知，弹簧测力计的分度值为0.2N，所以物体的重力为
[2]重力是由于地球吸引而受到的力，所以重力的方向是竖直向下的。
[3]若改在匀速上升的电梯中进行测量，重物受到竖直向下的重力和弹簧测力计的拉力，这两个力是一对平衡力，所以弹簧测力计的示数等于物体的重力，故弹簧测力计示数不变，仍为3.2N。
[4]月球对在其表面物体的吸引力小于地球的吸引力，即月球表面的物体受到的重力变小，在月球上进行测量，物体受到的重力和弹簧测力计的拉力，这两个力还是一对平衡力，所以若改移到月球上进行测量，弹簧测力计的示数会变小。
考点突破
考点1.对平衡力、平衡状态的判断
方法：判断二力平衡的方法
（1）由受力情况判断：如果两个力满足“同体、等大、反向、共线”，则二力平衡；反之则不平衡。
（2）由运动情况判断：如果物体静止或匀速直线运动，即物体处于平衡状态，则物体所受二力平衡；如果物体的运动状态发生改变，则物体受非平衡力。
例1.（2022·湖南邵阳·中考真题）2021年8月5日下午，中国小将全红婵在东京奥运会女子10米跳台决赛中夺冠。当她站在领奖台上领奖时，下列两个力为一对平衡力的是（ ）
A．她所受的重力和她对领奖台的压力
B．她所受的重力和领奖台对她的支持力
C．她对领奖台的压力和领奖台对她的支持力
D．她对领奖台的压力和领奖台受到的重力
【答案】B
【解析】
二力平衡的条件是：作用在一个物体上的两个力，大小相等，方向相反，作用在一条直线上。
A．全红婵所受的重力作用在全红婵身上，她对领奖台的压力作用在领奖台上，二力不是作用一个物体上，不满足二力平衡的条件，故A不符合题意；
B．全红婵所受的重力和领奖台对她的支持力都作用在全红婵身上，大小相等，方向相反，作用在一条直线上，满足二力平衡的条件，故B符合题意；
C．全红婵对领奖台的压力作用在领奖台上，领奖台对她的支持力作用在全红婵身上，二力不是作用一个物体上，不满足二力平衡的条件，故C不符合题意；
D．全红婵对领奖台的压力作用在领奖台上，方向竖直向下，领奖台受到的重力作用在领奖台上，方向竖直向下，二力方向相同，不满足二力平衡的条件，故D不符合题意。
故选B。
例2.（2022·四川巴中·中考真题）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
【答案】A
【解析】
二力平衡的条件是作用在同一物体上，大小相等，方向相反，作用在同一直线上；
A．钢笔受到的重力作用在钢笔上，方向为竖直向下，书对钢笔的支持力作用在钢笔上，方向为竖直向上，两个力大小相等，是一对平衡力，故A正确；
B．钢笔对书的压力作用在书上，书对钢笔的支持力作用在钢笔上，两个力没有作用在同一物体上，所以不是一对平衡力，故B错误；
C．书对桌面的压力作用在桌面上，桌面对书的支持力作用在书上，两个力没有作用在同一物体上，所以不是一对平衡力，故C错误；
D．书受到的重力作用在书上，大小为书的重力，桌面对书的支持力作用在书上，大小为书和钢笔的总重力，两个力大小不相等，所以不是一对平衡力，故D错误。
故选A。
考点2.探究二力平衡的条件
方法：关于探究二力平衡条件的两点提醒
(1)实验中要注意控制变量法的应用，即每次只改变一个因素，而控制其他因素不变。
(2)为了便于实验，选择静止状态作为平衡状态展开实验。实验过程中应尽量减小阻力等因素对实验的影响，所以应选用较为光滑的平面，并确保滑轮转动灵活。
例3.（2022·山东聊城·中考真题）在探究“二力平衡的条件”实验中，小聪同学采用的实验装置如图甲所示，小明同学采用的实验装置如图乙所示。
（1）老师指出图乙的装置更科学，原因是选用小车，可以减小___________对实验结果的影响；
（2）实验中判断小车是否受平衡力作用的依据是小车保持___________（选填“静止”或“匀速直线运动”）状态；
（3）左右两盘放质量相等的砝码，小车保持静止。将左盘中再添加一个砝码，小车将运动，说明彼此平衡的两个力大小___________；
（4）小车处于静止后，保持与的大小不变，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，小车将转动，说明彼此平衡的两个力必须在___________上。
【答案】 摩擦力 静止 相等 同一直线
【解析】
（1）[1]实验中选用小车为研究对象，滚动摩擦代替滑动摩擦，可以减小摩擦力对实验结果的影响。
（2）[2]实验中通过观察小车能否静止，确定其是否处于平衡状态，如果小车处于静止状态，说明小车受到平衡力的作用。
（3）[3]实验时，向左盘和右盘同时加入相等质量的砝码时，小车在水平方向受到的拉力相等，处于静止状态，将左盘中再添加一个砝码，小车将运动，这表明平衡的两个力需要大小相等。
（4）[4]把小车转过一个角度，然后松手，观察到小车转动，最后恢复到静止状态，说明小车在水平方向上受到的两个力在同一条直线上时才能平衡。
考点3.二力平衡的应用
方法：二力平衡的应用
形成一种思维模式，只要物体处于静止状态或匀速直线运动状态，马上想到物体受平衡力；二力平衡时，若知道一个力的大小和方向，根据二力平衡的条件马上可以得出另一个力的大小和方向，所要求的力与已知力大小相等，方向相反。
例4.（2022·山东济南·中考真题）下列各种动作中，在水平地面上无法保持的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【解析】
ACD．二力平衡的条件是：两个力的大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在同一物体上。人受到的重力和地面对人的支持力，满足二力平衡的条件，是一对平衡力，能够在水平地面上保持，故ACD不符合题意；
B．人受到的重力和地面对人的支持力不在同一直线上，不是平衡力，所以，在水平地面上无法保持，故B符合题意。
故选B。
考点4.平衡力与相互作用力的辨析
方法：细化分，明判断，巧析两对力
（1）共同点：大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
（2）不同点：平衡力的受力物体是同一个物体，施力物体为两个不同的物体；相互作用力的受力物体为两个物体，施力物体为两个物体，这两个物体彼此互为施力物体和受力物体。
例5.（2022·广西梧州·中考真题）小玲在做家务时，用平行于水平地面的力推沙发，但没有推动。下列说法正确的是（ ）
A．人对沙发的推力小于地面对沙发的摩擦力
B．人对沙发的推力与沙发对人的作用力是一对平衡力
C．沙发受到的重力与地面对沙发的支持力是一对平衡力
D．沙发对地面的压力与地面对人的支持力是一对相互作用力
【答案】C
【解析】
A．用平行于水平地面的力推沙发，但沙发没有被推动，沙发处于静止状态，受到的推力和静摩擦力是一对平衡力，所以人对沙发的推力等于地面对沙发的摩擦力，故A错误；
B．人对沙发的推力和沙发对人的作用力，是两个物体之间的相互作用力，不是平衡力，故B错误；
C．沙发受到的重力与地面对沙发的支持力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，所以是一对平衡力，故C正确；
D．沙发对地面的压力与地面对人的支持力，不在同一直线上，所以不是一对相互作用力，故D错误。
故选C。
例6.（2022·湖北·荆州市教育科学研究院中考真题）如图所示，人坐在吊椅（椅面水平）上静止时，下列说法正确的是（ ）
A．人对吊椅的压力和吊环对吊椅的拉力是一对平衡力
B．人所受的重力和吊椅对人的支持力是一对平衡力
C．吊椅所受的重力和吊椅对人的支持力是一对相互作用力
D．人所受的重力和人对吊椅的压力是同一个力
【答案】B
【解析】
A．人对吊椅的压力和吊环对吊椅的拉力大小不等，所以不是一对平衡力，故A错误；
B．人所受的重力和吊椅对人的支持力大小相等、方向相反、作用在同一物体、作用在同一直线上，是一对平衡力，故B正确；
C．吊椅所受的重力和吊椅对人的支持力大小不相等，不是一对相互作用力，故C错误；
D．人所受的重力和人对吊椅的压力大小相等，但不是同一个力，重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，压力的施力物体是人，故D错误。
故选B。
实验序号
小车在水平方向所受二力的情况
小车状态
大小
方向
是否在同一直线上
1
不相等
相反
是
不平衡
2
相等
相反
是
平衡
3
相等
相反
否
不平衡
4
相等
相同
是
不平衡
项目
平衡力
相互作用力
力的示意图
大小
相等
相等
方向
相反
相反
作用对象
同一物体上
相互作用的两个物体上
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相互抵消，彼此平衡
各有各的作用效果
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