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8.2 二力平衡
一、二力平衡的条件
1. 越野滑雪是借助滑雪用具,运用登山、滑降、转弯、滑行等基本技术,滑行于山丘雪原的运动项目,
如图所示是第24届北京冬奥会上的比赛场景,登山杖向后蹬地的同时运动员会向前运动,这表明力的作用
是 的;当运动员在环绕山地匀速转弯时,他们受到的是 (选填“平衡力”或“非平衡
力”)
【答案】 相互 非平衡力
【详解】登山杖向后蹬地的同时运动员会向前运动,说明物体间力的作用是相互的。
当运动员在环绕山地匀速转弯时,方向发生变化,处于非平衡状态,所以他们受到的是非平衡力。
2. 如图所示,绳子吊着小球从A点释放,小球会摆动到B点再摆动到最高点C点,到达B点时小球处
于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。小球摆到C点时假如一切外力突然消失,则小球的运动状
态是: 。
【答案】 非平衡 静止
【详解】[1]小球从A点释放,小球会摆动到最低点B时,小球运动速度和方向不断发生变化,即小球
不是做匀速直线运动,所以小球处于非平衡状态。
[2]当小球到达C点时,速度为0,此时小球所受各力突然全部消失,根据牛顿第一定律,物体将保持
这一状态,所以小球将处于静止状态。
3. 室内天花板悬线上挂着一只吊灯。吊灯受到重力和 ,这两个力的施力物体分别是 和悬
线,这两个力是一对 。
【答案】 拉力 地球 平衡力
【详解】室内天花板悬线上挂着的吊灯,它主要受到两个力的作用。首先,吊灯受到重力的作用,这
是由于地球对吊灯的吸引而产生的。因此,重力的施力物体是地球。其次,吊灯还受到悬线的拉力作用,
这是因为悬线将吊灯悬挂起来,对吊灯有一个向上的拉力。所以,拉力的施力物体是悬线。
重力和拉力,都作用在吊灯上,且它们的大小相等、方向相反、作用在同一直线上。根据平衡力的定
义,我们可以判断这两个力是一对平衡力。
4. 如下图所示,下列物体能处于平衡状态的是( )A B C D
【答案】B
【详解】A.二力不在同一直线上,不是一对平衡力,物体不能处于平衡状态,A不符题意;
B.这两个力符合平衡力的条件,大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在同一个物体上,
因此是一对平衡力,物体能处于平衡状态,B符合题意;
C.二力作用在两个物体上,不是一对平衡力,物体不能处于平衡状态,C不符题意;
D.二力的大小不相等,则二力不是一对平衡力,物体不能处于平衡状态,D不符题意。故选B。
5. 作图题。
(1)如图所示,一小球用细线悬挂在天花板上,请画出它所受的重力G和细线对小球的拉力F的示
意图。
【答案】见右图。
【详解】小球受到的重力和拉力是一对平衡力,大小相等,重力的方向竖直向下,拉力的方向沿绳子
向上(竖直向上),作用点在球的重心,所受重力G和细线对小球的拉力F的示意图如右图所示。
(2)如图所示是遥控飞机沿图示虚线方向匀速飞行的情景,请画出遥控飞机竖直方向上的受力示意
图。
【答案】见右图。
【详解】遥控飞机沿图示虚线方向匀速飞行的过程中,在竖直方向上,受到竖直向下的重力和竖直向
上升力作用,这两个力是一对平衡力,重力从重心竖直向下画,升力从重心竖直向上画,如图所示。
6. 用如图装置探究二力平衡的条件。(1)当左右两边砝码一样时,物体静止不动。若往右边多加了一个砝码,小车还是不动,此时小车
处于 (“平衡”或“非平衡状态”)状态;
(2)选用小车而不用木块的原因是为了减少 对实验结果的影响;
(3)把小车水平扭转一个角度是为了探究 ;
(4)为了探究不在同一物体上的两个力是否平衡,我们把小车换成纸片,然后我们怎么做 。
【答案】(1)平衡;(2)摩擦力;(3)不在同一直线上两个力是否能平衡;(4)用剪刀把小卡片
从中间剪开
【详解】(1)如图,桌子两侧为定滑轮,小车受到的拉力等于盘中砝码的重力,若往右边多加了一
个砝码,右边砝码重力较大,所以F<F;小车还是不动,即处于静止状态,所以此时小车处于平衡状态,
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这是由于小车受到摩擦力作用的缘故。
(2)在相同条件下,滚动摩擦比滑动摩擦小得多,选用小车而不用木块的原因是为了减少摩擦力对
实验结果的影响。
(3)把小车水平扭转一个角度后,小车两端受到的拉力不在同一直线上,是为了探究不在同一直线
上两个力是否能平衡。
(4)为了探究不在同一物体上的两个力是否平衡,则应使两边的拉力作用在不同物体上,我们把小
车换成纸片,然后我们应该用剪刀把小卡片从中间剪开,让小卡片一分为二,使两边的拉力分别作用在两
个小卡片上。所以做法为:用剪刀把小卡片从中间剪开。
二、二力平衡条件的应用
7. 2023年5月5日,在亚洲举重锦标赛女子49公斤级比赛项目中,我国选手蒋惠花包揽“抓挺总”
三金。如图为蒋惠花手举杠铃保持静止时的情景,下列属于一对平衡力的是( )
A.蒋惠花对杠铃的作用力和杠铃所受的重力
B.杠铃对蒋惠花的作用力和杠铃的受的重力
C.蒋惠花对杠铃的作用力和地面对蒋惠花的支持力
D.蒋惠花对杠铃的作用力和杠铃对蒋惠花的作用力
【答案】A
【详解】A.蒋惠花对杠铃竖直向上的作用力和杠铃所受的重力大小相等、方向相反、作用在同一直
线上,作用在同一物体上,它们是一对平衡力,故A符合题意;
B.杠铃对蒋惠花的作用力方向是竖直向下,杠铃的受的重力方向也是竖直向下,这两个力也没有作用在同一物体上,所以不是一对平衡力,故B不符合题意;
C.蒋惠花对杠铃的作用力和地面对蒋惠花的支持力方向相同,大小不相等,也没有作用在同一物体
上,所以它们不是一对平衡力,故C不符合题意;
D.蒋惠花对杠铃的作用力和杠铃对蒋惠花的作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,彼此
互为施力物体,是一对相互作用力,故D不符合题意。
故选A。
8. 建筑工地的起重机正匀速吊起一个工件,工件的质量为100kg,则起重机的钢丝绳对物体的拉力的
大小和方向分别为( )
A.100N,方向竖直向上 B.980N,方向竖直向下
C.100N,方向竖直向下 D.980N,方向竖直向上
【答案】D
【详解】工件的重力G=mg=100kg×9.8N/kg=980N
由于此时工件处于匀速直线运动状态,即处于平衡状态,故此时所受的拉力和重力是一对平衡力,所
以工件受到的拉力
F =G=980N,方向竖直向上。故选D。
拉
9.为确定厚度均匀、形状不规则的平板状物体的重心位置,某同学将该物体上的A点悬挂在细线上,
用铅笔在物体上画出细线的延长线AB,如图甲所示。再将该物体上的C点悬挂在细线上,用铅笔在物体
上画出细线的延长线CD,CD和AB的交点为E,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.当图甲中的物体静止时,细线对物体的拉力和物体的重力是一对相互作用力
B.当图甲中的物体静止时,细线对物体拉力的方向和物体所受重力的方向不在一条直线上
C.图乙中E点是物体的重心
D.若将图乙中该物体上的F点悬挂在细线上,细线的延长线不通过E点
【答案】C
【详解】AB.图甲中,物体受到细线的拉力和重力的作用,处于静止,所以拉力与重力是一对平衡力,
大小相等,方向相反,作用在同一直线上,故AB错误;
C.图甲中,用细线在A点悬挂时,则物体的重心在AB上,图乙中,用细线在C点悬挂时,物体的重
心在CD上,而E点是AB与CD的相交点,则E点是物体的重心,故C正确;
D.细线悬挂在F点,则细线此时的延长线也通过物体的重心E点,故D错误。
故选C。
10.如图所示,跳伞运动员在从飞机上跳下、降落伞没有打开之前,下落会越来越快,此时运动员受到的阻力 重力;当降落伞打开后,运动员匀速下落时,受到的阻力 重力(选填“大于”、“小
于”或“等于”)。
【答案】小于,等于。
【分析】力和运动之间的关系:若受力不平衡,则物体运动状态改变;若受力平衡,则物体处于平衡
状态。二力平衡条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
【详解】降落伞没有打开前,所受重力大于阻力,所以下落速度越来越快;打开后当所受阻力与重力
相等时,则这两个力平衡,运动员匀速下落。
11. 跳远运动的几个阶段如图所示,忽略空气阻力。则运动员( )
A.在最高点没有受到力的作用
B.在助跑阶段惯性越来越大
C.起跳瞬间运动员只受到地面支持力作用
D.落地后坐在沙地上不动,运动员受到的重力和支持力是一对平衡力
【答案】D
【详解】A.运动员在最高点时,受到重力作用;故A错误;
B.在助跑阶段速度增大,但惯性不变,因为惯性与速度无关;故B错误;
C.动员起跳瞬间受到重力和支持力的作用;故C错误;
D.落地后坐在沙地上不动,运动员受到的重力和支持力满足平衡力的四个条件,是一对平衡力,故
D正确。
故选D。
12.某同学用绳系住重力为2N的物体使其沿竖直方向缓慢地做匀速直线运动。若不计空气阻力,第
一次拉着物体以速度v 匀速上升时,绳对物体的拉力为 N,第二次拉着此物体以速度v 匀速下降,若
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