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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
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
D．扣子不随卡片飞出是因为扣子没有受到惯性
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
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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。
（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）。
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
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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）
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
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
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
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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
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
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
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
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（ ）
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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
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
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
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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
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
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
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
。
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
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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）。
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。
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
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
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 。
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 。
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（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”）。
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
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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。
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
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
。
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
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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
12
