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专题 4 力和运动的关系 平衡力 摩擦力
知识点一：牛顿第一定律
1.牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
（1）“一切”表明定律对所有物体都是适用的；
（2）“没有受到力的作用”包含两层意思：一是理想情况，物体没有受到任何力的作用；二
是物体受到的各个力相互抵消，相当于不受力。这是定律成立的条件；
（3）“总保持”表面物体不受力时只有两种状态，要改变这两种状态物体必须受到力的作用；
（4）“或”即两种状态居其一，不能同时存在。
2.对牛顿第一定律的理解
（1）揭示了“力”的本质，说明了“物体运动需要力来维持”的观点是错误的。力不是维持
物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。
（2）揭示了力与运动的关系：物体不受力或受力平衡时，运动状态不变；而物体受非平衡力
时，运动状态会发生变化。
（2）牛顿第一定律不是实验定律，而是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理而概括
出来的。由于从牛顿第一定律得出的一切推论都经受住了实践的检验，因此它已经成为公认的物理
学基本定律之一。
3.惯性：牛顿第一定律说明，任何物体不受力时，都会保持静止或匀速直线运动状态，即一切
物体都有保持原来运动状态的性质，我们把这种性质称为惯性，所以牛顿第一定律也称为惯性定律。
知识点二：二力平衡
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。
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（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。
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。
平衡力与相互作用力
作用力和反作用力 相互平衡的两个力
示意图
大小 相等 相等
相同点
方向 相反，且在同一直线上 相反，且在同一直线上
作用对象 分别作用在两个物体上 共同作用在同一物体上
一个力消失，另一个力可以存
作用时间 同时产生，同时消失
区别 在
作用力和反作用力分别作用在不 两个力共同作用在同一物体
力的作用效果
同物体上，一般产生不同的效果 上，使物体保持平衡
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1. （2023•海南）如图是改进的探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验装置。下列说法
不正确的是（ ）
A．实验时水平拉动长木板A，可测出木块B所受摩擦力大小
B．拉动长木板A的速度越大，弹簧测力计示数越大
C．在木块B上增加重物，拉动长木板A时弹簧测力计示数变大
D．在长木板A上铺毛巾，可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系
【解答】解：A．实验时水平拉动长木板A，AB两个物体之间发生相对运动，有滑动摩擦力，
而B始终相对于地面静止，受力平衡，弹簧测力计的示数等于木块 B所受摩擦力大小，故A正
确；
B．拉动长木板A的速度越大，B始终静止，受力平衡，压力和接触面的粗糙程度，滑动摩擦
力大小不变，弹簧测力计示数不变，故B错误；
C．在木块B上增加重物，保持接触面粗糙程度不变，增大压力，滑动摩擦力增大，拉动长木
板A时弹簧测力计示数变大，故C正确；
D．在长木板A上铺毛巾，压力不变，改变接触面的粗糙程度，故可探究滑动摩擦力大小与接
触面粗糙程度的关系，故D正确。
故选：B。
2. （2023•岳阳）把卡片放在瓶口上面，再将光滑的扣子放在卡片上静止。用手指使劲
弹一下卡片，卡片飞出去，但扣子却落入了瓶中。关于这个游戏说法正确的是（ ）
A．扣子静止时对卡片的压力与扣子受的支持力是一对平衡力
B．用光滑的扣子是为了增大扣子与卡片之间的摩擦力
C．卡片被弹开说明力可以改变物体的运动状态
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D．扣子不随卡片飞出是因为扣子没有受到惯性
【解答】解：A．扣子静止时对卡片的压力与扣子受的支持力作用在不同物体上，不是一对平衡
力，故A错误；
B．用光滑的扣子是减小接触面的粗糙程度减小摩擦，故B错误；
C．卡片被弹开，由静止变为运动，运动状态改变，说明力可以改变物体的运动状态，故C正确；
D．扣子不随卡片飞出是因为扣子具有惯性，保持原来的静止状态，故D错误。
故选：C。
3. （2023•青岛）如图所示，一只碗放在水平餐桌上，它们都处于静止状态。以下两个
力属于一对平衡力的是（ ）
A．餐桌对碗的支持力和碗对餐桌的压力
B．餐桌对碗的支持力和碗受到的重力
C．碗对餐桌的压力和地面对餐桌的支持力
D．餐桌对地面的压力和餐桌对碗的支持力
【解答】解：A、餐桌对碗的支持力和碗对餐桌的压力，这两个力分别作用在了碗和餐桌上，没
有作用在同一物体上，不是平衡力，故A错误；
B、餐桌对碗的支持力和碗受到的重力，都作用在碗上，且等大、反向、共线，符合平衡力的条
件，故B正确；
C、碗对餐桌的压力等于碗的重力，地面对餐桌的支持力等于桌子和碗的重力，两个力大小不相
等，不是平衡力，故C错误；
D、餐桌对地面的压力作用在地面上，餐桌对碗的支持力作用在碗上，两个力没有作用在同一物
体上，不是平衡力，故D错误。
故选：B。
4. （2023•攀枝花）小文同学在做“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，
进行了如下的改进。
如图甲所示，长、宽、高均不相同的长方体木块，上表面比下表面更为粗糙，放在由电机驱动
的水平传送带上，通过水平细绳，绕过定滑轮与竖直悬挂的弹簧测力计相连。
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（1）请画出电机顺时针匀速转动后木块在水平方向上的受力示意图，并标注力的符号。
（2）若某次实验中，弹簧测力计的示数如图乙所示，则木块所受摩擦力的大小为
N。
（3）先后用上、下表面贴放在传送带上，在木块上放不同质量的砝码进行实验，绘制出摩擦力
与压力之间的关系图象如图丙所示。由图象可知，滑动摩擦力的大小不仅与压力大小有关，还
与 有关；当较粗糙的上表面贴放在传送带上进行实验时得到的实验图象应
为 （选填图象编号）。
（ 4 ） 本 实 验 采 用 传 送 带 的 好 处 是
（答出一条即可）。
【解答】解：（1）由题知，木块放置在水平传送带上，左端细绳通过定滑轮与弹簧测力固定，
所以电机顺时针匀速转动时，木块处于静止状态，
水平方向木块的受力有：细绳对它水平向左的拉力，传送带对它水平向右的摩擦力，这两个力
是一对平衡力，大小相等；
故木块在水平方向上所受力的示意图如下图所示：
；
（2）若某次实验中，弹簧测力计的示数如图乙所示，弹簧测力计分度值为 0.2N，其示数为
1.2N；
（3）由图象可知，图线为两个过原点的斜线，说明滑动摩擦力的大小不仅与压力大小有关，还
与接触面粗糙程度有关；
在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，故①是较粗糙的上表面贴放在传送带上进行
实验时得到的实验图象；
（4）利用传送带根据二力平衡可知，木块处于静止状态，便于读数，或可以探究滑动摩擦力是
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否与运动速度有关。
故答案为：（1）见解答图；（2）1.2；（3）接触面粗糙程度；①；（4）木块处于静止状态，
便于读数（或可以探究滑动摩擦力是否与运动速度有关）。
5. （2022•苏州）小明暑假外出旅游，他到火车站乘坐复兴号列车，进入车厢时，发现
旁边停着一列和谐号列车。
（1）坐到座位上后，透过车窗只能看到和谐号列车，发现它动了，据此判断： 。
A.一定是和谐号运动了
B.一定是复兴号运动了
C.可能是两车都运动了
（2）列车在平直轨道上向西行驶，小明发现桌上茶杯中的水面突然变为如图所示情形，此时茶
杯受到的摩擦力方向 ；
（3）行驶过程中，复兴号列车以68m/s的速度驶入长1000m的平直隧道，复兴号在进入隧道时
鸣笛5s，在隧道另一端口的护路工人听到鸣笛的时间为 s。（空气中声速340m/s）
【解答】解：
（1）坐在复兴号列车上的小明看到和谐号动了，说明复兴号与和谐号之间的位置发生了变化，
可能是复兴号运动的结果，可能是和谐号运动的结果，还可能是两车都在运动，但运动方向不
同，或是运动方向相同，运动速度不同。故选C；
（2）列车在平直轨道上向西行驶，看到茶杯中水面向东倾斜，说明列车在向西加速运动，因为
茶杯随列车加速，水由于惯性还将保持原来的运动状态向东运动，所以此时水面会向东倾斜；
茶杯随列车加速向西，水平方向只受一个摩擦力作用，因为力是改变物体运动状态的原因，所
以摩擦力方向向西；
（3）假设列车静止在隧道口，鸣笛5s，在隧道另一端口则听到的鸣笛时间为t＝5s，
列车从进入隧道口开始鸣笛持续5s，列车行驶的距离：
s＝vt＝68m/s×5s＝340m，
声音传播这段路程的时间：
s 340m
t′= = = 1s，
v 340m/s
声
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实际列车第5s末鸣笛声到达隧道另一端则少用t′的时间，
所以在隧道另一端口的护路工人听到鸣笛的时间为t﹣t′＝5s﹣1s＝4s。
故答案为：（1）C；（2）向西；（3）4。
1. （2024•福建模拟）图甲为上海FI赛道示意图，图乙为赛道中的局部路段，为了保障
车手的安全，赛道的某些位置需要加设防护设施，图乙中最需要加设防护设施的是（ ）
A．M处 B．N处 C．P处 D．Q处
【解答】解：
运动的赛车具有惯性，一旦发生失控时，赛车由于惯性会保持原来的运动状态继续向前运动而
冲出赛道；
图乙中，赛车行驶到赛道的M点时，它要进行一个接近90°的急转弯，此时运动方向改变的角度
最大，由于惯性，赛车最可能直接冲出赛道，所以为了保障车手的安全，最需要在M处加设防
护设施。
故选：A。
2. （2024•鞍山模拟）如图所示，叠放在一起的物体A和B，在大小为F的恒力作用下
沿水平面做匀速直线运动，则下列结论中正确的是（ ）
A．物体 A 对 B 的摩擦力与物体 B 对 A 的摩擦力是一对相互作用力
B．物体 B 的重力与地面对 B 的支持力是一对平衡力
C．物体 B 的重力与地面对 B 的支持力是一对相互作用力
D．地面一定是粗糙的
【解答】解：A、叠放在一起的物体A和B，在大小为F的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动，
AB之间没有相对运动的趋势，故AB间没有摩擦力，故A错误；
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B、物体 B 的重力与地面对 B 的支持力大小不等，不是一对平衡力。故B错误；
C、物体 B 的重力与地面对 B 的支持力大小不等，不是一对相互作用力，故C错误；
D、以AB整体为研究对象，在水平方向受地面的摩擦和拉力 F，这两个力相互平衡，则f＝F，
故地面一定是粗糙的，故D正确。
故选：D。
3. （2023•绵阳模拟）如图所示，甲是放在水平桌面上的重为10N的木块，重为6N钩
码乙通过细绳绕过定滑轮带动甲做匀速直线运动，若要用力将甲物块向左水平匀速拉动，拉力
大小为（ ）
A．4N B．6N C．12N D．16N
【解答】解：
钩码通过定滑轮拉着木块向右进行匀速直线运动，木块水平方向上受到水平向右6N的拉力和水
平向左的滑动摩擦力作用，这两个力是平衡力，大小相等，所以滑动摩擦力是f＝6N；
对木块施加一个水平向左的拉力F左 ，使木块拉动钩码匀速上升，木块向左匀速直线运动，木块
水平方向上受到水平向左的拉力F、水平向右的滑动摩擦力、水平向右的拉力F＝6N，水平向左
的拉力F与水平向右的拉力F、滑动摩擦力是平衡力，所以F左 ＝F+f＝6N+6N＝12N，故C正确。
故选：C。
4. （2023•泗洪县校级模拟）如图所示为小明在科学实践课上制作的“折纸青蛙”，用
手按住青蛙的后部，此时青蛙相对于桌面静止，松手后青蛙就可以向前跳动，则下列说法正确
的是（ ）
A．青蛙向前跳动时，青蛙处于平衡状态
B．青蛙能向前跳动是因为桌面对青蛙的力大于青蛙对桌面的力
C．青蛙离开桌面向前跳动的过程中只受重力和空气阻力
D．用手按住青蛙的后部时，青蛙受到的重力与桌面对青蛙的支持力是一对平衡力
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【解答】解：A、蛙向前跳动时，青蛙的运动状态发生了变化，所以青蛙所受合力不为零，不是
平衡状态，故A错误；
B、青蛙能向前跳动是因为青蛙受到桌面对青蛙的力，这个力与青蛙对桌面的力是一对相互作用
力，大小相等，故B错误；
C、青蛙离开桌面向前跳动的过程中只受到重力和空气阻力的共同作用，故C正确；
D、用手按住青蛙的后部时，桌面对青蛙的支持力要大于青蛙受到的重力，不是一对平衡力，故
D错误。
故选：C。
5. （2023•阳信县模拟）在研究摩擦力时，小明同学用一块各侧面光滑程度完全相同的
木块，在同一水平桌面上进行了三次实验。如图所示，当用弹簧测力计水平拉木块做匀速直线
运 动 时 ， 弹 簧 测 力 计 三 次 示 数 F 、 F 、 F 的 大 小 关 系 为 （ ）
1 2 3
A．F ＝F ＞F B．F ＞F ＞F C．F ＞F ＞F D．F ＜F ＝F
1 2 3 1 2 3 2 1 3 1 2 3
【解答】解：
滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，而前两次实验中，压力大小和接触面
的粗糙程度都相同，则木块受到的摩擦力相同，且由于木块做匀速运动，所以拉力等于摩擦力，
故前两次实验中，弹簧测力计的示数相等，即F ＝F ；
1 2
第三次实验，在压力大小和接触面粗糙程度一定时，用滚动代替滑动，减小了摩擦力的大小，
此时木块仍做匀速运动，所以此时所受的摩擦力和弹簧测力计的示数仍相等，但由于此时摩擦
力变小，所以测力计的示数F 小于F 和F 。
3 1 2
综合上面两种情况可得：F ＝F ＞F 。
1 2 3
故选：A。
6. （2023•历下区模拟）对于静止在桌面上的书来说，下列各组力属于平衡力的是（
）
A．书受到的重力和书对桌面的压力
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B．桌子受到的重力与地面对桌子的支持力
C．书对桌面的压力和桌面对书的支持力
D．书受到的重力和桌面对书的支持力
【解答】解：A．书受到的重力和书对桌面的压力，这两个力的方向相同，都竖直向下，不是平
衡力，故A不符合题意；
B．桌子受到的重力小于地面对桌子的支持力（桌子的重力和书的重力），所以这两个力大小不
相等，不是一对平衡力，故B不符合题意；
C．书对桌面的压力和桌面对书的支持力，这是一对作用力与反作用力，不是平衡力，故 C不符
合题意；
D．书受到的重力和桌面对书的支持力，这两个力满足了二力平衡的四个条件：等大、反向、共
线、作用在同一物体上，所以是一对平衡力，故D符合题意。
故选：D。
7. （2023•清江浦区一模）如图，大熊猫紧抱住树干不掉下来，以下选项中与大熊猫增
大摩擦的方法相同的是（ ）
A．做引体向上时，要把手汗擦干
B．运动鞋鞋底有凹凸不平的花纹
C．使用橡皮擦擦除字迹要用力
D．给机器设备滴加润滑油
【解答】解：大熊猫紧抱住树干不掉下来，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大
摩擦力。
A、做引体向上时，要把手汗擦干，是压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力；
B、运动鞋鞋底有凹凸不平的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力；
C、使用橡皮擦擦除字迹要用力，在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力；
D、给机器设备滴加润滑油，是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力。
综上分析可知，与大熊猫增大摩擦的方法相同的是C。
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故选：C。
8. （2023•昂仁县二模）2022年12月世界举重锦标赛在哥伦比亚波哥大进行，中国选手
蒋惠花包揽了女子49公斤级的3枚金牌，为中国举重队在巴黎奥运会周期的首个世界大赛中
取得开门红。如图所示是蒋慧花举重的场景，下列说法中正确的是（ ）
A．杠铃受到的重力和人对杠铃的支持力是一对平衡力
B．人受到的重力和地面对人的支持力是一对平衡力
C．人受到的重力和人对杠铃的支持力是一对相互作用力
D．杠铃对人的压力和人对杠铃的支持力是一对平衡力
【解答】解：A、杠铃受到的重力和人对杠铃的支持力是一对平衡力，故A正确。
B、地面对人的支持力等于人和杠铃的总重力，则人受到的重力和地面对人的支持力大小不相等，
所以不是一对平衡力，故B错误。
C、人受到的重力和人对杠铃的支持力，这两个力不是发生在相互作用的两个物体之间，所以不
是一对相互作用力，故C错误。
D、杠铃对人的压力和人对杠铃的支持力，这两个力没有作用在同一个物体上，不是一对平衡力，
故D错误。
故选：A。
9. （2023•泰兴市校级一模）2022年2月20日，北京冬奥会比赛日收官，中国交出了办
赛和防疫双重完美答卷。下列关于冰雪运动的说法中不正确的是（ ）
A．甲图中短道速滑运动员武大靖沿弯道匀速滑行时，他的运动状态没有改变
B．乙图中谷爱凌腾空转体时，一定受到非平衡力的作用
C．丙图中的冰壶做得非常光滑，是为了减小与冰面的摩擦力
D．丁图中做有些动作时会弯膝蹲下，是为了降低重心，避免摔倒
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【解答】解：A、图中短道速滑运动员沿弯道匀速滑行时，运动方向不断变化，所以他的运动状
态改变，故A错误；
B、运动员腾空转体时，处于非平衡状态，因此一定受到非平衡力的作用，故B正确；
C、冰壶做的非常光滑，是为了在压力一定时，减小接触面的粗糙程度，减小与冰面的摩擦力，
故C正确；
D、做有些动作时会弯膝蹲下，是为了降低重心，增加稳度，避免摔倒，故D正确。
故选：A。
10. （2023•兴宁区校级三模）如图所示，虚线是小华抛出的皮球落地后又弹起的运动轨
迹，当皮球运动到最高点A时。若它所受外力突然全部消失，则皮球将（ ）
A．保持静止 B．做匀速直线运动
C．自由下落 D．沿着虚线轨迹运动
【解答】解：当皮球运动到最高点A时，仍然具有水平向右的速度，若此时所受的外力全部消
失，由牛顿第一运动定律可知，小球将沿水平向右的方向做匀速直线运动。
故选：B。
11. （2023•南通模拟）小车在水平地面上沿直线运动，车内的小球A和物块B在图示位
置相对车厢静止．则（ ）
A．车可能做匀速运动
B．物块B受平衡力作用
C．物块B受到向右的摩擦力
D．球A的惯性一定比物块B的小
【解答】解：A.对于A，受到绳子拉力和重力，属于非平衡力，故A不可能为匀速，故A错误；
B、C.由图可知，B和小车一起运动，处于向右加速或者向左减速状态，B为非平衡状态，摩擦
力向右，故B错误，C正确；
D.惯性大小和质量有关，题中没有说明两者质量关系，无法判断，故D错误。
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故选：C。
12. （2023•获嘉县校级模拟）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
。
【解答】解：左脚和左侧身体紧贴墙面站立静止，人受力平衡，在水平方向上受到平衡力的作
用，在竖直方向上人受到重力和地面的支持力的作用，地面对人的支持力分别作用在人的两只
脚上，抬起一只脚，则人受力不平衡，重力和支持力不在同一直线上，所以人不能保持静止不
动。
故答案为：不能；重力和支持力不在同一直线上。
13. （2023•揭阳二模）用手握住重2N的空啤酒瓶静止悬在空中，瓶口竖直向上，此时手
的握力为10N，瓶子受到手竖直向上的摩擦力为 N；若使手的握力增加为15N，瓶子受
到手的摩擦力大小为 N；现又向瓶中倒入一小杯水，啤酒瓶保持不动，手对瓶的摩擦力
（不变/变小/变大）。
【解答】解：瓶子处于静止状态，属于平衡状态，所以受到的是平衡力。摩擦力与重力是一对
平衡力，瓶子的重力的大小为2N，所以摩擦力也是2N，方向与重力方向相反，竖直向上；
当压力增大到15N时，物体的运动状态并未改变，摩擦力仍然是等于重力，大小2N；
现又向瓶中倒入一小杯水，总重力增大，啤酒瓶保持不动，手对瓶的摩擦力增大。
故答案为：2；2；变大。
14. （2023•邹城市校级模拟）某同学在水平地面水平向右拉动木块，拉力随时间变化的
图像如图甲所示，木块运动的速度随时间变化的图像如图乙所示，则木块在第7s时受到的摩
擦力为 N，此时木块受到的拉力与摩擦力 （选填“是”或“不是”）一对平
衡力。
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【解答】解：（1）根据乙图可知：2﹣6s，木块做匀速直线运动；6﹣8s木块做减速运动；
2﹣6s过程中，木块做匀速直线运动，由图甲知此时拉力等于 3N，根据二力平衡条件可知木块
受到的摩擦力f＝F＝3N；第7s时做减速运动，但水平面受到的压力大小和接触面的粗糙程度都
没有变，则木块受到的摩擦力大小还是3N，方向与拉力方向相反，即水平向左；
（2）第7s时，木块做减速运动，其受到的摩擦力为3N，而它受到的拉力为2N，二力大小不相
等，故不是一对平衡力。
故答案为：3；不是。
15. （2023•包河区校级模拟）如图甲所示相同的两物块A、B叠放在水平面上，在20N
的水平推力F 的作用下一起做匀速直线运动，此时物块B所受的摩擦力为 N，若将
1
A、B物块按图乙所示紧靠放在水平桌面上，用水平力F 推A，使它们一起做匀速直线运动，
2
则推力F ＝ N。
2
【解答】解：在甲图中，物体A、B在20N的水平拉力F 作用下，一起做匀速直线运动，AB没
1
有发生相对运动或相对运动的趋势，所以物体B不受摩擦力，即摩擦力为0；
以AB组成的整体为研究对象，AB做匀速直线运动，所以受到地面的摩擦力与拉力平衡，则摩
擦力大小等于拉力的大小，为20N；
在乙图中，若将A、B紧靠着放在水平桌面上，接触的粗糙程度不变，压力也不变，因此摩擦力
也不变，使它们一起做匀速直线运动，因此推力与此时的摩擦力为一对平衡力，推力的大小也
为20N。
故答案为：0；20。
16. （2023•张家港市校级二模）连接在水平桌面上的物体M两端的轻质细绳分别绕过定
滑轮与A、B相连，细绳恰好水平，如图所示。当A重3N、B重5N时，M恰好做水平匀速直
线运动，若滑轮摩擦不计，此时M受到的摩擦力大小为 N，方向是 。当
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B刚触地时，若A、M都不会与滑轮相碰，M受到的摩擦力方向是 。
【解答】解：当A重3N，B重5N时，M恰好做水平匀速直线运动，则M在水平方向上受到三
个力的作用：A对M3N的拉力、B对M5N的拉力、桌面对M的摩擦力的作用，这三个力平衡，
则摩擦力的大小为f＝5N﹣3N＝2N，摩擦力的方向是水平向左的；
当B刚触地时，M由于惯性，仍然会向右运动，则M受到的摩擦力方向是水平向左的。
故答案为：2；水平向左；水平向左。
17. （2024•邵东市模拟）为了探究滑动摩擦力大小与什么因素有关，小明设计了如图所
示 实 验 。
（1）实验过程中，弹簧测力计应沿水平方向拉着物块做匀速直线运动，根据二力平衡知识，可
知滑动摩擦力的大小 弹簧测力计的示数。
（2）比较甲、乙两次实验，是为了探究滑动摩擦力大小与 是否有关。
（3）实验后小组交流讨论时发现：在实验中很难使木块做匀速直线运动。于是小丽设计了如图
中丁图所示的实验装置，该装置的优点是 长木板做匀速直线运动（选填“需要”或
“不需要”）。
【解答】解：（1）用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使木块做匀速直线运动，滑动摩擦力与
拉力是平衡力，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计拉力的大小，即滑动摩擦力的大小等于弹簧
测力计的示数；
（2）由甲、乙两图可知，甲、乙两次实验压力大小相等，接触面粗糙程度不同，根据控制变量
法，可以探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系；
（3）拉动木板时，木块在水平方向上只受到弹簧测力计的拉力与木板的摩擦力，相对于地面处
于静止状态，即木块处于平衡状态，摩擦力等于弹簧测力计的拉力，拉动木板时，不改变与木
块之间接触面的粗糙程度及压力大小，对摩擦力没有影响，故不需要匀速拉动，操作更简单。
故答案为：（1）等于；（2）接触面的粗糙程度；（3）不需要。
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18. （2024•重庆二模）在探究“滑动摩擦力大小与压力的关系”实验中，王瑞选取了如
下实验器材：长木板、木块、砝码（1个）、棉布、毛巾、弹簧测力计。
（1）此实验是根据 原理测出摩擦力大小。
（2）开始拉木块时，水平拉力逐渐增大，但木块仍然静止，木块所受的摩擦力 （填“变
大”、“变小”或“不变”）。
（3）匀速直线拉动木块，弹簧测力计的示数如图甲所示，为 N。
（4）在木块上放上一个砝码，然后匀速直线拉动木块，弹簧测力计示数如图乙所示。通过甲、
乙两次实验得出的结论是在接触面粗糙程度相同的情况下 。
（5）根据所提供的实验器材还可探究下列哪个实验 。
A．探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系
B．探究影响重力大小的因素
（6）王瑞同学利用如图丙装置探究“滑动摩擦力大小是与压力有关，还是与重力有关？”这一
问题，实验步骤和数据记录如表：
实验步骤 台式测力计示 金属盒重力 弹簧测力计示
数F/N G/N 数f/N
①把金属盒放在质量不计的白纸上，在 4.8 4.8 1.9
拉动白纸的过程中读出测力计的示数
②将质量不计的氢气球系在金属盒上， 3.2 4.8 1.2
重复步骤①的实验
③氢气球仍系在金属盒上，往金属盒加 4.8 6.4 1.9
入适量的沙子，使台式测力计的示数为
4.8N，再重复步骤步骤①的实验
a．实验步骤②使用氢气球是为了改变 （选填“金属盒对纸的压力”或
“金属盒的重力”）。
b．根据实验步骤②、③的数据 （选填“能”或“不能”）说明摩擦力大小与压力有关
c．要分析摩擦力大小与重力大小是否有关，应选择实验步骤 两组数据进行分析。
【解答】解：（1）在实验中拉动木板运动时，木板做匀速直线运动，根据二力平衡条件，木板
受到的摩擦力与拉力是一对平衡力，所以拉力与摩擦力的大小相等；
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（2）物体处于静止状态受平衡力的作用，即摩擦力等于拉力，当拉力逐渐增大时，摩擦力也增
大；
（3）图中弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.2N；
（4）在木块上放上一个砝码，压力增大，弹簧测力计的示数增大，摩擦力也增大，所以可以得
出：然后匀速直线拉动木块，弹簧测力计示数如图乙所示。通过甲、乙两次实验得出的初步结
论是在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（5）实验中提供的器材有长木板、棉布、毛巾三种不同接触面材料，所以还可以完成“探究滑
动摩擦力与接触面粗糙程度的关系”的探究，故A符合题意。
（6）a．实验步骤②使用氢气球，由于氢气球向上拉金属盒，所以金属盒对白纸的压力变小，
但其本身的重力不变；
b．实验步骤②、③的数据，物体的重力和压力都不相同，没有控制重力不变，根据实验步骤
②、③的数据不能说明摩擦力大小与压力有关；
c．要分析摩擦力大小与重力大小是否有关，要控制压力大小相同，故应选择①③两组数据进
行分析。
故答案为：（1）二力平衡；（2）变大；（3）2.2；（4）压力越大，滑动摩擦力越大；（5）
A；（6）a．金属盒对纸的压力；b．不能；c．①③。
19. （2024•鞍山模拟）小明和其探究小组在做“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验
时。
（1）拉动木块前，小明应将测力计沿 方向放置，然后进行调零，否则测出的摩擦力
（选填“大于”、“小于”或“等于”）实际摩擦力。
（2）某一小组出现如图甲所示的情景，则操作中的错误是 。实验
中需要让拉力与木块所受的滑动摩擦力大小相等，除改正错误外，还应满足的条件是应该拉动
木块，让它作 运动。
（3）如图乙所示，老师给聪明的小明这个小组提供了两个同种材料制成的正方体A和B（各面
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粗糙程度均相同，且都带有拉环），并巧妙地用定滑轮改变了拉力的方向进行实验。请你与小
明一起参加探究：
①如图，当匀速拉动B时，读出弹簧测力计的示数F ；
1
②将A叠放在B上，在匀速拉动 B时，读出弹簧测力计的示数 F ；发现F ＞F ，这说明
2 2 1
。
【解答】解：（1）若在竖直方向调零，由于重力的原因，指针应指在零刻度线以下，这时我们
需要把指针调回零刻度线，水平放置后，指针将指在零刻度线以上，待回测量时，有一定的拉
力才会使指针指到零刻度线，导致读数小于实际摩擦力；
（2）由图甲知，拉力斜向上，摩擦力在水平方向，此时拉力与摩擦力不是一对平衡力，大小不
相等，故甲是错误的；由二力平衡可知，只有当物体在水平方向上做匀速直线运动时，拉力与
摩擦力才是一对平衡力，二者的大小才相等；
（3）②将A叠放在B上，接触面的粗糙程度未变，压力增大，摩擦力增大，说明滑动摩擦力
大小与压力大小有关；
故答案为：（1）水平；小于；（2）没有沿水平方向拉动木块；匀速直线；（3）②滑动摩擦力
大小与压力大小有关。
20. （2023•天河区校级三模）如图，水平地面 B点两侧粗糙程度不同，轻质弹簧左端固
定在墙上的A点，右端与一质量为m的物块相连，O点是弹簧处于原长时的位置。用向右的
力F拉物块到C点。现撤去外力F，物块水平向左运动，加速通过了B点，还能通过O点，然
后继续运动经过D点（图中未画出）。请在方框内以点代替物块，画出物块在 D点时的受力
示意图。
物块在OB段所受的摩擦力f （选填“等于”或“不等于”）它在BC段中所受的
OB
摩擦力f ，你的判断依据是 。
OC
【解答】解：当物块运动到D点的位置时，弹簧被压缩，此时弹簧对物块的弹力的方向是水平
向右的，由于物体向左运动，则水平地面对物体的摩擦力的方向是水平向右的；在竖直方向上
受到重力和支持力的作用，这两个力是一对平衡力，所以物体一共受到4个力的作用；如图所示：
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；
滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关，物块在OB段和物块在BC段的压力相等，但接触面
粗糙程度不同，所以摩擦力不同。
故答案为： ；不等于；OB段和BC段粗糙程度不同。
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