1、 二力平衡 【学习目标】 1、 知道什么是平衡状态，平衡力 ； 2、 理解二力平衡的条件 及应用 ； 3、 掌握力与运动的关系 。 【要点梳理】 要点一、 平衡状态和平衡力 物体处于 静止状态 或匀 速直线运动状态 ，我们就说这个物体处于 平衡状态 。物体在受到几个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这几个力是 平衡力 。 要点诠释： 1 平衡力与平衡状态的关系：物体在平衡力的作用下，处于平衡状态，物体处于平衡状态时要么不受力，若受力一定是平衡力。 2物体受平衡力或不受力 保持静止或匀速直线运动状态。 （平衡状态下受几个力？） 要点二、 二力平衡 物体如果在 两个力 的作用下
2、， 保持静止状态 或 匀速直线运动状态 ，我们就说 这两个力平衡 。这两个力就叫做一对平衡力。 要点诠释： 1二力平衡的条件 概括说 就是“同物、等大、反向、共线”。 (1)同物 ：作用在同一物体上的两个力。 (2)等大： 大小相等。 (3)反向： 两个力方向相反。 (4)共线 ：两个力作用在同一条直线上。 （找到二力平衡的力） 2二力平衡的条件的应用： (1)根据平衡力中一个力的大小和方向，判定另一个力的大小和方向。 (2)根据物体的平衡状态，判断物体的受力情况。 3二力平衡与相互作用力的区别 平衡力 相互作用力 相同点 大小相等，方向相反，作用在同一直线上 不 同 点 受力物体 作用在同一
3、物体上 作用在两个不同物体上 受力情况 受力物体是一个，施力物体分别是其他物体 两个物体互 为施力者，互为受力者 力的变化 一个力变化 (增大、减小或消失 )，另一个力不一定变化，此时物体失去平衡。 同时产生，同时变化，同时消失 作用效果 物体保持静止或匀速直线运动状态 两个力分别产生各自的效果 （哪些是作用力与反作用力？） 要点三、力与运动的关系 物体受平衡力 (或不受力 ) 物体的运动状态不变 (保持静止或匀速直线运动状态 )。 物体受非平衡力作用 运动状态改变 (运动快慢或方向改变 )。 【典型例题】 类型一、基础知识 1、 （ 2011温州） 如图是投掷实心球的场景，下列情况中实心球受
4、到平衡力作用的是（ ） A实心球在空中上升 B实心球从空中下落 C实心球在地上越滚越慢 D实心球停在地面上 【 答案 】 D 【 解析 】 球在空中时，由于惯性继续运动，此时球只受重力的作用。运动状态不断变化，受力不平衡。 当球落到地面上时，由于惯性继续滚动，但由于受到地面的摩擦力，所以越滚越慢运动状态发生变化，受力不平衡。 当在地面上静止时，受竖直向下重力和地面对它向上的支持力，在这两个力的作用下保持平衡，所以此时受平衡 力。 故选 D。 【 总结升华 】 此题主要考查了对平衡力的理解。关键是能分清不同情况下物体的受力情况及运动状况。 举一反三： 【 变式 1】 2010 年温哥华冬奥会，我
5、国速滑选手王濛打破世界记录，一人获得三枚金牌。有关王濛运动、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 【 答案 】 B 【 变式 2】 （ 2011宁德） 如图所示茶杯 静止在水平桌面上，下列哪对力属于平衡力（ ） A茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力 B茶杯的重力与桌面对茶杯的支持力 C桌子的重力与桌面对茶杯的支持力 D茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力 【 答案 】 B 2、 在“探究二力平衡的条
6、件”实验中，小明选择了如图的装置，把小卡片两端细线绕过滑轮，并挂上钩码。 （ 1）实验中选择小卡片的目的是 （填“考虑”、“不考虑”）小卡片的重力；探究两个力大小关系时，应该观察细线两端所挂钩码的个数。 （ 2）实验中把小卡片转过一个角度，目的是使小卡片 受到的两个拉力 ，但大小相等，方向相反，松手后观察小卡片是否平衡。 （ 3）小明利用弹簧测力计代替图中的钩码进行了探究，发现两个力的大小还有较小的差距你认为形成差距的原因是 。 （答出一条即可） 【 答案 】 ： （ 1）不考虑 （ 2）不在同一条直线上 （ 3）未校零或两个滑轮的摩擦不同或存在读数误差。 【 解析 】 ：（ 1）实验中选择小
7、卡片，主要为了不考虑小卡片的重力。 （ 2）为了探究两个平衡力是 否在同一条直线上，实验中把小卡片转过一个角度，目的是使小卡片受到的两个拉力不在同一条直线上，但大小相等，方向相反，松手后观察小卡片是否平衡。 （ 3）在实验过程中，使用测力计进行测量，由于测力计本身未校零或滑轮的摩擦不同或存在读数误差，会造成实验结果误差。 【 总结升华 】 此题主要通过实验来探究二力平衡的条件，首先要搞清二力平衡的条件，明确实验目的，才能够确定好的方案。 举一反三： 【 变式 】 请判断如图所示的四幅图中的力是否属于一对平衡力，若不是，请说明理由： A 图中的力： ； B 图中的力： ； C 图中的力： ； D
8、 图中的力： 。 【 答案 】 A：不是 受力物体不同； B：是一对平衡力； C：不是 不在同一直线上； D：不是 力的大小不等并且力不在同一条直线上。 类型二、 知 识 应用 3、 （ 2011宁波） 如图所示“悬空的磁环”活动中，假设甲、乙、丙三个磁环相同，中间塑料管是光滑的。当磁环都处于静止状态时，甲对乙的作用力 F1 和丙对乙的作用力 F2 的大小关系是（ ） A F1 小于 F2 B F1 等于 F2 C F1 大于 F2 D无法比较 【 答案 】 A 【 解析 】 对乙磁环进行受力分析： 乙磁环受到的向下的力有：竖直向下的重力 G、甲对乙的作用力 F1；向上的力只有丙对乙的作用力
9、F2。 又因为乙磁环处于静止状态属于平衡状态，它受到合力为零，即 F2=G+F1。所以 F1 小于 F2。 【 总结升华 】 比较力的大小，就要对物体进行受力分析，然后根据物体的状态确定力的大小关系。 举一反三： 【 变式 】 如图所示，一个小孩沿水平方向用力推静止在水平地面上的小汽车，但小车仍静止，则 A小孩对车的推力大于车受到的阻力 B小孩对车的推力等于车受到的阻力 C小孩对车的推力小于车受到的阻力 D小孩对车的推力与车受到的阻力的大小关系不能确定 【 答案 】 B 4、 用钢丝绳系着一个重 500N 的物体， 当钢丝绳拉着物体匀速上升时，绳对物体的拉力是多少 N？ 当钢丝绳拉着物体悬在空
10、中静止不动时，绳对物体的拉力是多少 N？ 当钢丝绳拉着物体以 2m/s 的速度匀速下降时，绳对物体的拉力是多少 N？ 【 思路点拨 】 物体做匀速直线运动或静止时，所受到的力是平衡力 ， 不用关心运动方向 。 【 答案与解析 】 因为物体做匀速上升 时，受到的拉力与重力是平衡力，所以 F=G=500N； 因为物体静止时，受到的拉力与重力是平衡力，所以 F=G=500N； 因为物体做匀速下降时，受到的拉力与重力是平衡力，所以 F=G=500N。 【 总结升华 】 匀速直线运动没有固定的方向，所以只有看到匀速直线运动或静止就可以得出平衡力的结论。 类型三、 实验探究 5、 某学生通过实验研究物体运
11、动与受力的关系，在光滑水平桌面上放一小车，其两端通过细绳悬挂质量相等的两个钩码，物体静止，如图 (a)所示，在同样受力的情况下，小车也可向左做匀速直线运动，如图 b 所示，当小车向左做匀速直线运动时，用手竖直向上托住左侧的钩码后，发现小车将继续向左运动一段距离，如图 c 所示。 (1)分析比较图 _可得到物体受平衡力作用时，将静止或做匀速直线运动。 (2)分析比较 b、 c 可以得到 _。 【 思路点拨 】 （ 1）物体匀速直线运动或静止时受到平衡力的作用 。 平衡力的条件：大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在一个物体上 。 （ 2）物体由于惯性要保持原来的 运动状态 。 【 答案 】
12、 (1) a、 b (2) 物体具有保持原有运动状态的性质。 【 解析 】 根据 a、 b 两图可知，小车在水平方向受到大小相等方向相反并作用在同一直线上的平衡力，在水平方向上保持静止或匀速直线运动状态。 c 图中物体受到一个与运动方向相反的力，但又向左运动了一段路程，表明物体具有保持原有运动状态的性质，即惯性。 【 总结升华 】 本题是探究二力平衡条件的拓展，考查的知识点是物体在平衡力的作用下处于平衡状态 (匀速直线运动或静止 )和物体的惯性。解答本题的关键是读懂图中所蕴涵的物理规律。 举一反三： 【 变式 】 如图 是一款利用电磁悬浮技术制作的没有“地轴”的地球仪，其原理是：将空心金属球放
13、在通电的线圈上，电磁场在金属球表面产生涡流，涡流与磁场作用形成磁力，从而实现地球仪的悬空静止。地球仪悬空静止的原因是（ ） A、只受到磁力的作用 B、由于惯性的作用 C、没有受到重力的作用 D、磁场的磁力和重力相互平衡 【 答案 】 D 山西 2011-2015 年物理中考题二力平衡： 2011 年： 34.如图 8 所示，用两个完全相同的滑轮，匀速提升质量相等的物体。且物体质量大于滑轮质量，不计绳重和摩擦。比较甲、乙两种方式可知 更省力， 机械效率更高 (均填 “甲”或 “乙” )。 41 五一节，小豪一家去公园游玩，看到如图 16 所示的新型太阳能电动观光车，该车的整车质量为 400kg。
14、 (g 取 l0N/kg) （ 1）若车上人的总质量是 200kg，车轮与地 面的接触总面积为 0.05m2，则观光车静止时对水平地面的压强是多大 ? （ 2）观光车以 5m/s 的速度在水平路面上匀速行驶时，受到的平均阻力是 200N，则 5min 内观光车克服阻力做的功是多少 ? （ 3）从环保角度分析，太阳能电动观光车与普通汽车相比，具有哪些优点 ? (写出一条即可 ) 2012 年： 15.如图所示， “ 神八 ” 和 “ 天宫一号 ” 已于 2011 年成功对接， “ 神九 ” 也将于 2012 年择机发射，与天宫一号汇合对接，下列说法正确的是 ( ) A在轨道转换过程中， “ 神八
15、 ” 受到了平衡力的 作用 B对接成功后，以 “ 神八 ” 为参照物， “ 天宫一号 ” 是运动的 C火箭上升过程中，内能转化为机械能 D看 到 “ 神八 ” 上的国旗是红色的，是因为国旗吸收了太阳光中的红色光 19.水平桌面上的烧杯内装有一定量的水，轻轻放入一个小球后，从烧杯中溢出 100g 的水，则下列判断正确的是 ( ) A小球所受浮力可能等于 1N B水对烧杯底的压强一定增大 C小球的质量可能小于 100g D小球的体积一定等于 100cm3 41.下 表是某型号载重汽车的部分参数 (g=10N kg)。 (1)按照我国道路交通标 准，载重车辆的轮胎对地面的压强不得超过 7105Pa，
16、则该汽车最多可以装运重物多少 t?(设轮胎与地面的接触面积不变 ) (2)若汽车以 54km h 的速度匀速行驶，所受阻力为 5000N，求汽车在 1min 内克服阻力做的功是多少 ? (3)请你运用所学物理知识，说明为什么要治理超载 ?(写出一条即可 ) 2013 年： 9、在水平桌面上，有两个相同圆柱形容器，内盛相等质量的盐水。将同一鸡蛋分别放人其中，鸡蛋静止时如图 7 所示。鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力分别为 F1和 F2，盐水对容器底部压强分别为 p1 和 p2，则 ( ) A F1 F2 p1p2 B F1= F2 p1p2 C F1 F2 p1=p2 D F1= F2 p1=p2 1
17、6、图 12是超强磁悬浮照片，上面是用超强永磁体制成的圆片，下面是被液氮冷却的“高温”超导体，请在图上画出圆片的受力示意图。 23、 “中国山西，晋善晋美”。为了倡导绿色出行，省城太原投放了大量的公共自行车。小明在水平路面上骑行时，人与车总质量约。 70kg，每个轮胎与地面接触面积约为 100cm2。 (g=10N kg) (1)此时自行车对地面的压强是多少 ? (2)若小明以 5m s 的速度匀速骑行 5min，所受阻力是总重力的 0.06倍，求出小明克服阻力做功的功率。 (3)在自行车的构造和使用上利用了很多物理知识，请写出其中一点。 2014 年： 18.2014 年世界杯足球赛正在巴西
18、进行。小伟和小梁运用所学物理知识对比赛中的一些现象进行分析，下列说法中全部正确的一组是（ ) 踢球时 .脚感到疼是因为物体间力的作用是相互的 踢出去的足球能继续向前飞行是由于惯性 足球在空中飞行时受到重力和向前的 推力 空中飞行的足球，若它所受的力全部消失它将立即停止 足球在空中飞行过程中 .运动状态发生改变 足球在上升过程中重力势能转化为动能 B. C D. 19.如图， A.B体积相同。 B、 C 质组相等，将他们放人水中静止 A 漂浮、 B 悬浮、 C 沉底 .则下列说法正确的是 ( ) A.A所受的浮力一定大于 B 所受的浮力 B.B下表面所受的压力一定大于 B 下表面所受的压力 C.
19、C所受的浮力一定小于 B 所受的浮力 D.C所受的浮力一定小于 A 所受的浮力 33.如 图，用 F=10N水平拉力，使重为 l00N的物体 A，沿水平方向在 ls内匀速直线运动了 0.5m，若滑轮和绳子的质量及其摩擦均不计，则物体受到地面的摩擦力为 N，拉力 F 的功率为 。 41.如图是我国自主研发的战略重型运输机“运 20”，能跻身全球十大运力最强运输机之列，它对于推进我国经济和国防现代化建设 ,应对抢险救灾，人道主义援助等紧急情况，具有重要意义。求 : (1)该机的最大速度约为 700k/h，从我国广州到澳大利亚珀斯的距离大约为 6160km，该机从广洲飞到珀斯至少需要多长时间 ? (
20、2)该机 有 14个轮子，每个轮子与地面的接触面积约为 0.3m2,一次试飞时的总质量为 2.1 x 105kg，该机静止在水平跑道上时对地面的压强约为多少 ?该机从地面飞到 l0000米高空时，克服重力所做的功约为多少 ?(g取 10N/kg) 2015 年： 19、在三个相同的烧杯中装入质量相等的甲、乙、丙三种不同的液体，反一支装有适量铁沙的平底试管先后放入这三个烧杯中，静止时如图所示。下列说法正确的是 ( ) A.试管在甲液体中受到的浮力最大 B.甲液体的密度最大 C.丙液体对烧杯底部的压强最小 D.试管在三 种液体中排开液体的重力一样大 41、空气污染已成为全世界城市居民生活中一个无法逃避的问题，治理污染，人人有责，节能减排，从我做起。如图是小明家购置的新型能源轿车。假期全家驾车从太原到西安游玩，爱钻研的小明不公收集了如下所示的相关数据，并且记录了轿车在高速公路上匀速行驶 90km 所用时间为 1h。求 : (1)轿车（空载）停放在水平地面上时对地面的压强约为多少 ?(g取 10N/kg) (2)轿车在 1h 内牵引力做功的功率。
