2021年中考物理微专题复习 专题07二力平衡及其实验中考问题（教师版含解析）.doc

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1、专题07 二力平衡及其实验问题知识点1：二力平衡：物体在受到两个力的作用时，如果能保持静止状态或匀速直线运动状态，那么这两个力相互平衡。知识点2：二力平衡的条件：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。知识点3：探究二力平衡条件实验(1)在探究究二力平衡问题时，什么因素影响实验结果？答：摩擦力(2)你认为右图哪个实验更合理？答：甲，应为乙物体受到的摩擦力大，对实验效果影响大。(3)如何判断物体是否处于平衡状态？答：当物体保持静止或匀速直线运动状态时，都可以判定物体处于平衡状态(4)实验中如何改变拉力的大小？答：通过改变砝码的个数，来改变对小车的

2、拉力大小(5)定滑轮有什么作用：答：改变拉力的方向(6)如何探究两个力作用在同一物体上？答：将纸板从中间剪开，观察纸板是否还处于平衡状态。(7)如何探究两个力在同一直线上：答：把纸板转动一个角度，然后松手，观察小车的运动状态(8)实验结论：二力平衡条件：同体、等大、方向、共线。(9)实验方法：控制变量法(10)选择静止状态的原因：匀速运动状态不好控制。(11)进行多次实验的目的：得出普遍规律，避免偶然性。【例题1】(2020安徽)如图所示，一轻质弹簧(即重力不计)，上端挂在铁架台的水平横杆上，下端挂一重为G的小球并保持静止。图中分别出了该状态下小球和弹簧的受力示意图。下列判断正确的是( )A.

3、 G与F3是一对平衡力B. G与F3是一对相互作用力C. F1与F2是一对平衡力D. F1与F2是一对相互作用力【答案】D【解析】重为G小球悬挂在铁架台水平横杆上，由图可知F1是弹簧对小球的拉力，F2是小球对弹簧的拉力，F3是铁架台的水平横杆对弹簧的拉力；根据平衡条件可知，重力G与F1是一对平衡力，F2和F3是一对平衡力，F1与F2是一对相互作用力，G与F3是既不是平衡力也不是相互作用力。故ABC错误，D正确。【对点练习】如图所示，物体A静止在水平桌面上，我们说物体A受到了平衡力的作用。下列观点正确的是 ()A物体A对桌面的压力与物体A受到的重力是一对平衡力； B桌面对物体A的支持力与物体A受

4、到的重力是一对平衡力；C物体A对桌面的压力与桌面对物体A的支持力是一对平衡力；D桌子受到的重力与物体A受到的重力是一对平衡力。【答案】B 【解析】一个物体受到两个力的作用，这两个力大小相等，方向相反，并且作用的一条直线上，我们就说这个物体受到平衡力的作用。反之，一个物体受到平衡力作用，这个物体就处于静止状态或者匀速直线运动状态。一对平衡力的特征一定是这两个力都同时作用在同一个物体上，还要满足大小相等，方向相反，在一条直线上。否则两个力不是一对平衡力。A物体A对桌面的压力作用在桌子上，物体A受到的重力作用在物体A上，这两个力不是作用的同一个物体上，所以不是一对平衡力。选项A不符合题意；B桌面对物

5、体A的支持力作用在物体A上，竖直向上。物体A受到的重力作用在物体A上，竖直向下。两个力都作用在同一个物体A上，物体静止，这两个力大小相等，方向相反，是一对平衡力。选项B符合题意；C物体A对桌面的压力作用在桌子上，桌面对物体A的支持力作用在物体A上，两个力不作用在一个物体上，不是一对平衡力.选项C不符合题意；D桌子受到的重力作用在桌子上，物体A受到的重力作用在物体A上，两个力不是一对平衡力。选项D不符合题意.【例题2】(2020湖南常德)在探究“二力平衡条件”的实验中，实验装置如图所示。(1)实验时，向左盘和右盘同时放入等重的砝码，这时木块保持静止，说明一对平衡力的_； 但小明在实验时发现，若向

6、左盘和右盘同时放入不等重的砝码时木块仍然保持静止状态，则产生这一现象的原因是_；(2)现保持F1与F2相等，将木块换成小车，然后扭转一个角度，松手后，小车将_，设计这一步骤的目的是为了验证二力平衡时的两个力一定_；(3)如果将木块换成弹簧测力计，左右两盘各放入重5N的砝码，则弹簧测力计的示数为_。A10N B.5N C.0N【答案】 (1) 大小相等 木块与桌面间存在摩擦力 (2) 转动回来 在同一直线上 (3) B【解析】(1)左盘和右盘同时放入等重的砝码，则木块左右两边所受的拉力的大小相等，能处于静止状态，所以能说明一对平衡力的大小相等。小明在实验时，放入左右盘的砝码并不等重，但木块仍能保

7、持静止，是因为木块与桌面之间有摩擦，所以木块所受的左右两个拉力大小不等，但由于摩擦力的影响，还是能处于平衡状态。(2)将木块换成小车后，小车与桌面的摩擦力较小，小车所受的两个拉力大小虽然相等，但两个拉力的方向不在同一直线上，于是两个拉力让小车转回原位，所以二力平衡时，两个力大小要相等，方向也需要在同一直线上。(3)把木块换成弹簧测力计后，在左右盘中放入5N的砝码，则弹簧测力计所受的拉力为5N，所以其示数为5N，故B选项正确。【对点练习】如图所示，是探究“二力平衡条件”的实验装置图。(1)实验时使用小车而不使用木块，是因为小车与桌面间的 更小，从而减小对实验结果的影响。(2)在实验开始时，由于粗

8、心只在左盘中放入砝码，小车立即向左运动，在运动过程中，左盘中砝码的重力势能将 ，动能将 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)(3)当两个盘中分别放上两个相同的砝码后，小车静止在桌面上，这说明二力平衡时，两个力的大小 。【答案】(1)摩擦力；(2)变小；变大；(3)相等。【解析】(1)实验时使用小车而不使用木块，将滑动摩擦力变为滚动摩擦力，大大减小了摩擦，减小了摩擦对实验的影响；(2)小车向左运动过程中，左盘中砝码的质量不变，高度减小，重力势能将变小，砝码的速度增大，动能将变大；(3)当两个盘中分别放上两个相同的砝码后，由于砝码的重力相同，这两个力产生的拉力是一对平衡力，小车就能保持静止，说明

9、彼此平衡的两个力大小相等。一、选择题1.(2020天津)一辆在水平道路上做匀速直线运动的汽车，它受到的平衡力有()A. 一对B. 二对C. 三对D. 四对【答案】B【解析】因汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，受平衡力作用，在水平方向上，受牵引力和阻力的作用，两个力作用于汽车，大小相等，方向相反，作用于同一条直线，是一对平衡力；在竖直方向，受重力和水平面对汽车的支持力作用，两个力作用于汽车，大小相等，方向相反，作用于同一条直线，是一对平衡力；故汽车受二对平衡力的作用。2.(2020四川南充)汽车在公路上加速行驶，下列描述正确的是()A. 汽车速度越大，汽车的惯性越大B. 汽车前行紧急刹车时，乘客

10、身体将向后倾C. 汽车的牵引力与汽车受到的阻力是一对平衡力D. 汽车受到支持力与汽车对地面的压力是一对相互作用力【答案】D【解析】A惯性与速度无关，只与质量有关，物体质量越大惯性越大，A错误；B汽车前行紧急刹车时，由于乘客具有惯性，身体将向前倾，B错误；C汽车在公路上加速行驶，汽车的牵引力大于汽车受到的阻力，因此汽车的牵引力与汽车受到的阻力是一对非平衡力，C错误；D汽车受到的支持力与汽车对地面的压力是一对相互作用力，D正确。3.(2020湖北武汉)如图所示，将一把铁锁用绳子悬挂起来，把它拉到自己的鼻子附近，松手后铁锁来回摆动。下列说法正确的是( )A. 摆动过程中，绳子对铁锁的拉力和铁锁对绳子

11、的拉力是一对平衡力B. 摆动过程中，铁锁的运动状态一定发生变化C. 摆动过程中，绳子一定发生塑性形变D 若绳子突然断开，铁锁将做匀速直线运动【答案】B【解析】A摆动过程中，绳子对铁锁的拉力和铁锁对绳子的拉力是相互作用力，故A错误；B摆动过程中，铁锁的运动速度和运动方向在发生改变，即运动状态在发生改变，故B正确；C摆动过程中，绳子发生弹性形变，故C错误；D若绳子突然断开，铁锁由于重力作用，不处于平衡状态，故不做匀速直线运动，故D错误。4(2020湖南衡阳)将不同质量的钢球从如图所示光滑轨道ABCD上的A点释放，通过水平面BC，运动到斜面CD上的过程中，下列相关解释中正确的有()A从A运动到B的过

12、程中重力势能转化为动能B钢球在水平面BC上由于受到惯性，所以能继续向前运动C钢球在斜面CD上受到的重力和支持力不是一对平衡力D钢球的质量越大，到达B点时的速度越大【答案】AC【解析】A.从A运动到B的过程中，高度减小，速度变大，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能，故A正确；B.钢球在水平面BC上由于具有惯性，所以能继续向前运动，惯性是一种性质，不能说受到惯性，故B错误；C.钢球在斜面CD上受到的重力和支持力没有在同一条直线上，不是一对平衡力，故C正确；D.从A点滑下，到达B点时，由于下降的高度相同，则速度相同，速度大小与质量无关，故D错误。5.(2020河北模拟)如图所示，小丽用力F把

13、一才块压在竖直墙面上静止，现有以下受力分析，下述受力分析正确的是( )小丽对木块的压力F和墙对木块的弹力是一对平衡力小丽对木块的压力F和木块的重力是一对平衡力木块受到的摩擦力和木块的重力是一对平衡力小丽对木块的压力F和木块对小丽的弹力是一对平衡力 A 只有正确B只有正确C只有正确D只有正确【答案】C【解析】木块处于静止，在竖直方向上受两个力而平衡，即重力和墙对木块的静摩擦力；木块在水平方向上受外力F和墙对木块的支持力，两个力是一对平衡力；平衡力作用在同一物体上，作用力和反作用力作用在不同的物体上。小丽对木块的压力和墙对木块的弹力符合二力平衡的条件，是一对平衡力；小丽对木块的压力和木块的重力不在

14、同一直线上，不是一对平衡力；木块受到的摩擦力和木块的重力满足二力平衡的条件，是一对平衡力；小丽对木块的压力和木块对手的弹力是一对相互作用力，不是平衡力。6.(2020大庆模拟)如图所示，手握着瓶子处于竖直静止状态，下列叙述正确的是( ) A瓶子处于静止状态，不具有惯性B手的握力越大，瓶子所受的摩擦力就越大C瓶子受到竖直向上的摩擦力D瓶子受到手的握力和重力是一对平衡力【答案】C【解析】一切物体都具有惯性，瓶子越重，瓶子处于静止状态，故A错误；瓶子保持静止，受力平衡，对瓶子受力分析，竖直方向上受重力和静摩擦力，二力平衡，因而静摩擦力等于重力，手握得越紧，油瓶与手之间的最大静摩擦力就会越大，但是静摩

15、擦力不变，故B错误、C正确；手对瓶子的握力和瓶子所受的重力的作用线不在同一条直线上，所以不是平衡力，故D错误。7.(2020海南模拟)一重力为G的热气球竖直匀速上升时，它所受到的浮力为F，受到的空气阻力为f、下列关系正确的是( )A.FG-f B. F=G+f C.FG+ f D.F=G- f【答案】B【解析】根据物体分别处于静止、匀速下降、匀速上升都是平衡状态，所以受到拉力与重力是平衡力，利用二力平衡的条件可以求得热气球所受力的关系。热气球匀速上升时，受平衡力的作用，浮力的方向竖直向上，重力和阻力的方向竖直向下；则浮力F等于重力G与阻力f之和，即：F=G+f。8.(2020北部湾模拟)如图所

16、示，完全相同的A、B两个长方体物块叠放在水平桌面上，用F20N的水平向右的力作用在A物块上，A、B一起向右做匀速直线运动，经过3s，两个物块一起移动了60cm的距离。下列相关说法中()物块B受到的重力和地面对B的支持力是一对平衡力物块A对B的摩擦力大小是20N，方向向右地面对B的摩擦力大小是20N，方向向右拉力F的功率为4WA只有正确B只有正确C只有正确D只有正确【答案】D【解析】地面对B的支持力等于A和B的重力之和，故物块B受到的重力和地面对B的支持力大小不等，不是一对平衡力。故错误。以B为研究对象，B做匀速直线运动，处于平衡状态，受到平衡力的作用，而B受到地面对它的摩擦力作用，方向水平向左

17、，所以物块A对B的摩擦力方向向右，大小是20N，故正确。A、B一起向右做匀速直线运动，则地面对B的摩擦力方向水平向左，根据二力平衡可得大小是20N故错误。拉力F做的功：WFs20N0.6m12J，功率为P4W故正确。9.(2020济南模拟)如图所示，A、B两物块叠放在水平桌面上保持静止。图中分别给出了A、B的受力示意图。下列说法正确的是( ) A.F2与GA、F1两个力的合力是一对作用力与反作用力 B.F1与F3是一对作用力与反作用力C.GA与F2是一对平衡力 D.F2与F1是一对平衡力【答案】 B 【解析】由图知，A物块受到向上的支持力F2、向下的重力GA、B对A向下的压力F1；B物块受到向

18、上的支持力F3和向下的重力GB ， A、以A为研究对象，A物块在水平桌面上保持静止，受力平衡；GA、F1两个力的合力方向向下，合力的大小GA+F1F2 ， 则可知F2与GA、F1两个力的合力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，均作用在A物块上，所以是一对平衡力，不是一对相互作用力，A不符合题意；B、B对A有向下的压力F1 ， 因力的作用是相互的，则A对B有向上的支持力F3 ， 所以F1与F3是一对作用力与反作用力，B符合题意；C、A物块处于静止状态，由图示和力的平衡条件可得：F2GA+F1 ， 则GA与F2的大小不等，所以GA与F2不是一对平衡力，C不符合题意；D、A物块处于静止状态，由力

19、的平衡条件可得：F2GA+F1 ， 则F2与F1的大小不等，所以F2与F1不是一对平衡力，D不符合题意。10.(2020天津模拟)如图，“和谐号”动车满成旅客从成都东站缓缓驶出前往西安。下列说法正确的是( )A.坐在列车上的乘客相对于车站是静止的B.列车由静止变为运动.列车的惯性减小了C.列车受到的牵引力和铁轨对它的支持力是平衡力D.列车加速前进时,它受到的牵引力大于它受到的阻力【答案】D【解析】乘客和车站的位置发生了变化，乘客是运动的。惯性只与质量有关，速度无关。牵引力在水平方向，支持力在竖直方向，二者没有关系。加速运动，合力与速度方向一致，牵引力大于阻力。二、填空题11(2020长春模拟)

20、物块A静止在粗糙程度均匀的水平桌面上，如图甲所示，物块A受到水平拉力F的作用，拉力F随时间t变化关系如图乙所示。小萍从t=0开始，每隔2s记录一次物块A的位置(用“”表示物块A)，如图丙所示，6s12s内物块所受的摩擦力为N，10s14s内物块的平均速度为cm/s。【答案】6；5.5。【解析】(1)由图丙知，12s18s内物块在相同时间内通过的路程相等，所以此时间内物块做匀速直线运动，物块受到的摩擦力为滑动摩擦力，由图乙可知此时的拉力F=6N，由二力平衡条件可得，滑动摩擦力f=F=6N；由图丙可知，610s内，物块处于运动状态，物块受到的摩擦力为滑动摩擦力，滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度、

21、物体间的压力大小有关，由于接触面的粗糙程度与物体间的压力都不变，所以滑动摩擦力大小不变，即6s12s内物块所受摩擦力仍等于6N；(2)由图丙知，10s14s内物块的平均速度：v=5.5cm/s。12(2020齐齐哈尔模拟)重为40N的物体放在水平地面上，在15N水平拉力作用下做匀速直线运动，物体受到的摩擦力为N，当拉力增大为20N时，该物体受到的摩擦力为N【答案】15；15【解析】(1)物体处于静止或匀速直线运动状态时，受到的力是平衡力；(2)二力平衡的条件：两个平衡力的大小相等，方向相反，作用在同一物体上，作用在同一直线上；(3)摩擦力的大小和压力接触面的粗糙程度有关，与推力大小无关物体在1

22、5N水平拉力作用下做匀速直线运动，所以物体处于平衡状态，因此推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，即f=F=15N；当推力增加为20N时，压力和接触面的粗糙程度都没变，所以摩擦力仍为15N三、实验探究题13. (2020云南模拟)小明在探究“二力平衡”条件的实验中，设计了如图所示的两种实验方案。 (1)通过实验比较，小明发现采用方案乙，实验效果更好，原因是 。(2)该实验装置中，木板两端的定滑轮的作用是 。(3)保持两盘中砝码质量相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度，放手后观察到小车转动，最后恢复到静止状态。这个实验现象说明:作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反，并且 ，这两个力才能彼此

23、平衡。小明在探究完“二力平衡”条件的实验后，又利用该装置进行探究，剪断小车左边的细线后，小车由静止向右运动，此现象说明力可以改变物体的 。【答案】(1)滚动摩擦力小于滑动摩擦力，减小了摩擦力对实验的影响；(2)能改变作用力的方向；(3)作用在同一条直线上；(4)运动状态。【解析】做实验时滑动摩擦力大于滚动摩擦力，摩擦力对实验影响较大。在探究二力平衡的条件实验中，其中定滑轮的作用是改变力的方向；分析实验现象可知，当两个力大小相等、方向相反时、作用在同一直线上、作用在同一物体上时，两个力平衡。力的作用效果为：可以改变物体的形状，也可以改变物体的运动状态。(1)通过实验比较，小明发现采用方案乙，实验

24、效果更好，原因是滚动摩擦力小于滑动摩擦力，减小了摩擦力对实验的影响；(2)该实验装置中，木板两端的定滑轮的作用是能改变作用力的方向；(3)保持两盘砝码质量相等(即让两边的拉力相等)，把木块扭转一个角度，使拉力F1和F2不再同一条直线上，观察到木块发生转动，当木块重新恢复到原来的静止状态时，拉力F1和F2作用在同一条直线上；这个实验现象说明：作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反，并且作用在同一条直线上，这两个力才能彼此平衡。(4)小明在探究完“二力平衡”条件的实验后，又利用该装置进行探究，剪断小车左边的细线后，小车由静止向右运动，小车受力不再平衡，此现象说明力可以改变物体的运动状态。14

25、.(2020山西模拟)如图甲所示，是小华探究“二力平衡条件”的实验。 (1)装置中使用定滑轮是利用它能够_的特点。(2)当左、右两盘中的砝码质量_(选填“相等”或“不相等”)时，桌面上的小车处于静止状态，此时小车受到_对平衡力的作用。(3)小车处于静止后，保持F1与F2的大小不变，将小车扭转到如图乙所示的位置，松手后，小车将_(选填“保持静止”或“扭转回来”)。这一步骤说明二力平衡时，要满足二个力在_上的条件。【答案】(1)改变力的方向 (2)相等 两 (3)扭转回来 同一直线【解析】(1)装置中使用定滑轮是利用它能够改变力的方向的特点；(2)当左、右两盘中的砝码质量相等时，小车才能保持静止状

26、态；在竖直方向，小车受重力和支持力，在水平方向，小车受两边细绳的拉力，所以受到两对平衡力(3)将小车扭转到如图2所示的位置，两个拉力不在同一直线上，不能平衡，所以会扭转回来；这一步骤说明二力平衡时，要满足二个力在同一直线上15.(2020湖北宜昌模拟)如图所示，是小华同学探究二力平衡条件的实验情景。实验步骤如下：(1)将系于小卡片(重力可忽略不计)两个对角的细线分别跨过支架上的滑轮，在细线的两端挂上钩码，使作用在小卡片的两个拉力方向相反。A B C(2)保持两个拉力在同一直线上，调整细线两端的钩码，当两端钩码的质量_时，小卡片平衡，如图A所示。(3)将图A中的小卡片转过一个角度，并保持两个拉力

27、方向相反，如图B所示，松开手后小卡片_平衡(选填“能”或“不能”)。(4)当小卡片平衡时，用剪刀沿虚线剪断小卡片(如图C所示)，发现小卡片不能保持平衡本实验采用的实验方法是：_。【答案】(2)相等(3)不能(4)控制变量法【解析】(2)如图A所示：保持两个拉力在同一直线上，调整细线两端的钩码，当两端钩码的质量相等时，小卡片受平衡力作用，即小卡片平衡；(3)将图A中的小卡片转过一个角度，并保持两个拉力方向相反，如图B所示，松开手后小卡片不能平衡；(4)该实验采用了控制变量法【点拨】(2)钩码由于重力的作用，会对小卡片施加一个拉力的作用，左端的钩码对小卡片施加一个向左的拉力，右端的钩码对小卡片施加

28、了一个向右的拉力，拉力的大小等于钩码的重力；(3)小卡片转过一个角度，小卡片上受到的两个拉力就不在一条直线上，是验证不在同一直线上两个力是否平衡；(4)物理学中对于多因素的问题，常常采用控制因素的方法，把多因四、计算题16.(2019安徽)如图，水平地面上一个重为50N的物体，在大小为10N的水平拉力下作用下，向左做匀速直线运动，在5s的时间内通过的距离为2m。求物体运动过程中： (1)所受摩擦力的大小； (2)拉力F做功的功率。 【答案】见解析。【解析】(1)解：用10N的水平拉力，拉着物体向左做匀速直线运动，物体处于平衡状态，则地面对物体的摩擦力与拉力是一对平衡力，大小相等，故fF10N 答：所受摩擦力的大小为10N(2)解：拉力F做的功：WFs10N2m20J， 拉力F做功的功率：PW/t 20J/5s4W答：拉力F做功的功率为4W