2020-2021学年八年级物理下册-8.2二力平衡讲义新人教版.docx

2020-2021学年八年级物理下册 8.2二力平衡讲义新人教版

2020-2021学年八年级物理下册 8.2二力平衡讲义新人教版

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16
第8章《运动和力》
第2节二力平衡讲义
（知识点总结+例题讲解）

序号
知识点
难易程度
例题数
变式题数
合计
一
平衡状态：静止和匀速直线运动
★
1
1
18
二
二力平衡：概念、条件、应用
★★
3
3
三
二力平衡和相互力的区分
★★
1
1
四
力的合成：合力、平衡状态受力特点
★★
2
2
五
运动和力的关系：匀速、加速、减速
★★★
2
2

一、平衡状态：
1.运动状态不变：物体处于静止和匀速直线运动状态，物体的运动状态不改变；
2.平衡状态：物体受到几个力作用时，如果保持静止和匀速直线运动状态；物体处于平衡状态；
3.平衡力：物体处于平衡状态时，受到的力叫平衡力；
4.说明：
（1）速度为0时，物体不一定处于平衡状态（例如：物体上抛以及单摆运动到最顶点时）；
（2）匀速运动（速度大小不变的运动）也不一定是平衡状态（例如：匀速圆周运动）。
【例题1】如图所示物体处于平衡状态的是（　　）

A.减速降落的直升机 B.蓄势待发的火箭
C.曲线滑行的运动员 D.加速行驶的汽车
【答案】B
【解析】力的作用效果：改变物体的形状和改变物体的运动状态。物体的运动状态的改变指物体的运动快慢改变或运动方向改变或运动快慢和运动方向都改变，物体的运动快慢和运动方向都不改变，物体的运动状态才没有发生改变。
解：A、减速降落的直升机的速度大小发生了变化，运动状态改变，故A不符合题意。
B、蓄势待发的火箭处于静止状态，物体的运动状态不改变，故B符合题意。
C、在弯道上沿曲线滑行的运动员，运动方向改变，运动状态发生改变，故C不符合题意。
D、路上加速行驶的小汽车，运动快慢改变，物体的运动状态改变，故D不符合题意。
故选：B。
【变式练习1】下列四种情况中，物体受到两个力作用并保持平衡的是（　　）
A.草地上滚动的足球B.自由下落的篮球
C.沿弧线运动的乒乓球D.静止放置在水平地面上的铅球
【答案】D
【解析】物体的平衡状态有两个：一是保持静止状态，二是保持匀速直线运动状态。
如果作用在物体上的力只有两个，且物体处于平衡状态，则这两个力应该满足四个条件：
①同一物体，②大小相等，③方向相反，④同一直线。
解：
A、草地上滚动的足球，在竖直方向上受到重力和支持力，在水平方向上只受到摩擦力，没有另一个力与摩擦力平衡，所以足球的速度越来越慢，不是处于平衡状态，故A错误；
B、自由下落的篮球，在下落过程中，受到向下的重力和向上的空气阻力，但由于重力比阻力大得多，所以篮球下落的速度越来越快，不是处于平衡状态，故B错误；
C、沿弧线运动的乒乓球，只受沿弧线切线方向的空气阻力和竖直向下的重力，这两个力方向不是相反的，所以这两个力不相互平衡，乒乓球不是处于平衡状态，故C错误；
D、静止在水平面的铅球只受竖直向上的支持力和竖直向下的重力，且处于平衡状态，故D正确。故选：D。
二、二力平衡：
1.二力平衡的条件：（同物、等大、反向、共线）
作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反、并且在同一直线上，
这两个力就彼此平衡。
2.二力平衡条件的应用：
（1）根据受力情况判断物体的运动状态：
①当物体不受任何力作用时，物体总保持静止状态或匀速直线运动状态；
②当物体受平衡力作用时，物体总保持静止状态或匀速直线运动状态；
③当物体受非平衡力作用时，物体的运动状态一定发生改变。

（2）根据物体的运动状态判断物体的受力情况：
①如果当物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，且只受两个力时，如果已经其中一个力的大小和方向，根据二力平衡的条件，可以求出另一个力的大小和方向。
注意：在判断物体受平衡力时，要注意先判断物体在什么方向（水平方向还是竖直方向）处于平衡状态，然后才能判断物体在什么方向受到平衡力。
②当物体处于非平衡状态（加速或减速运动、方向改变）时，物体受到非平衡力的作用。
【例题2】在如图所示的情况中，满足二力平衡条件的是（　　）

【答案】A
【解析】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。
解：A.两个力作用在同一直线上、大小相等、方向相反、作用在同一物体上，是一对平衡力；
B.两个力不在同一直线上，不是平衡力；
C.两个力的大小不相等，不是平衡力；
D.两个力不在同一物体上，不是平衡力。
故选：A。

【变式练习2】人站在体重秤上测体重时，其中属于平衡力的是（　　）
A.人对秤的压力与秤对人的支持力B.人对秤的压力与人受到的重力
C.秤受的重力与秤对人的支持力D.人受的重力与秤对人的支持力
【答案】D
【解析】人静立在体重秤上，因为人处于静止状态，所以人一定受到平衡力的作用，一个是自身的重力，二是受到秤给人的支持力。
解：A.人对秤的压力与秤对人的支持力，这两个力没有作用在同一个物体上，不是平衡力，故A错误；
B.人对秤的压力与人受到的重力的方向是相同的，所以这两个力不是平衡力，故B错误。
C.秤的重力大小与秤的质量有关，秤的重力作用秤上，而支持力作用于人身上，这两个力没有作用在同一个物体上，不是平衡力，故C错误；
D.人受到的重力和秤给人的支持力大小相等、方向相反、在同一直线上、并作用同一物体上，所以这两个力是一对平衡力，故D正确；
故选：D。
【例题3】两组同学分别利用甲、乙两图中的装置探究二力平衡条件，同学们认为甲组的实验设计优于乙组。其主要原因是（　　）

A.卡片容易扭转B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡D.减小摩擦对实验的影响
【答案】D
【解析】为了减小实验误差，应减小摩擦力对实验的影响，根据摩擦力对实验的影响分析两组同学的实验设计的优劣。
解：如图乙所示的实验，木块在桌面上受摩擦力作用，摩擦力对实验影响较大，而图甲实验不受摩擦力的影响，故D正确，ABC错误。
故选：D。
【变式练习3】研究二力平衡的条件时，小明用剪刀将图中静止的薄塑料片从中间剪断，他要研究的是这两个力是否（　　）

A.作用在同一直线上B.方向相反C.作用在同一物体上D.大小相等
【答案】C
【解析】二力平衡的条件是：作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡，根据二力平衡条件进行分析即可。
解：在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪断，即成了两个物体，此时卡片不能平衡，即可以得到二力平衡的又一个条件是作用在同一物体；故ABD错误，C正确。
故选：C。
【例题4】吊车钢丝绳吊着重为1000N的货物匀速下降时，这时钢丝绳对货物的拉力（　　）
A.小于1000N B.大于1000N C.等于1000N D.无法确定
【答案】C
【解析】物体静止或做匀速直线运动时，物体处于平衡状态，处于平衡状态的物体受平衡力作用。
解：被吊车吊着的重物，受竖直向上的拉力F，竖直向下的重力G作用；
货物匀速下降，处于平衡状态，拉力和重力是一对平衡力，钢索对重物的拉力：F＝G＝1000N。
故选：C。
【变式练习4】如图所示，某人用20N的力拉物块在水平路上匀速向右移动，下列说法正确的是（　　）
A.物块受到的阻力小于20N，方向向左
B.物块受到的阻力大于20N，方向向右
C.物块受到的阻力等于20N，方向向右
D.物块受到的阻力等于20N，方向向左
【答案】D
【解析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，物体受到的力是平衡力，利用二力平衡条件即可求摩擦力的大小。
解：人用20N的力拉物体匀速向右前进时，处于平衡状态，则水平方向受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反，所以摩擦力的大小为f＝F＝20N，方向向左，故D正确；故选：D。
三、二力平衡和相互力（相互作用力）的区分：
1.相同点：
（1）大小相等；（2）方向相反；（3）作用在一条直线上；
2.不同点：
（1）二力平衡：①这两个作用在同一个物体上；②这两个力可以是不同性质的力；
（2）相互力：
①相互作用力这两个力分别作用在两个物体上；（表述：A对B，B对A）
②这两个力是相同性质的力。
【例题5】如图扫帚静立在地面上，关于扫帚和地面的受力分析，下列说法正确的是（　　）
A.扫帚受到的重力和地面对扫帚的支持力是一对平衡力
B.扫帚受到的重力与地面对扫帚的支持力是一对相互作用力
C.扫帚对地面的压力与地面对扫帚的支持力是一对平衡力
D.扫帚受到的重力与扫帚对地面的压力是一对相互作用力

【答案】A
【解析】（1）二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上；
（2）一对相互作用力的特点：大小相等、方向相反、作用在两个物体上、作用在同一直线上。
解：
AB.扫帚受到的重力与地面对扫帚的支持力是作用在同一物体上的两个力，且大小相等、方向相反、作用在同一直线上，所以是一对平衡力，不是一对相互作用力，故A正确、B错误；
C.扫帚对地面的压力与地面对扫帚的支持力是作用在不同物体上的两个力，不是一对平衡力，故C错误；
D.扫帚受到的重力与扫帚对地面的压力方向相同，所以不是一对相互作用力，故D错误。
故选：A。
【变式练习5】对于静止在水平面上的汽车，下列分析正确的是（　　）
A.汽车的重力和地面对汽车的支持力是一对平衡力
B.汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力是一对平衡力
C.汽车的重力和地面对汽车的支持力是一对相互作用力
D.汽车的重力和汽车对地面的压力是一对相互作用力
【答案】A
【解析】（1）二力平衡的条件：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；物体受平衡力时，处于静止状态或匀速直线运动状态．
（2）相互作用力的条件：作用在不同物体上的两个力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上．
解：AC.汽车的重力和地面对汽车的支持力，这两个力都作用在汽车上，并且大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对平衡力，故A正确，C错误；
B.汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力，这两个力分别作用在地面和汽车上，并且大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对相互作用力，故B错误；
D.汽车的重力和汽车对地面的压力，这两个力作用在不同的物体上，大小相等、但方向相同，它们既不是平衡力，也不是相互作用力，故D错误。
故选：A。
四、力的合成：
1.合力的概念：
如果一个力产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。
2.同一直线上二力的合成：
（1）同一直线上，方向相同的两个力的合力：
大小等于这两个力的大小之和，方向跟这两个力的方向相同：F=F1+F2
（2）同一直线上，方向相反的两个力的合力：
大小等于这两个力的大小之差，方向跟较大的那个力相同：F=F1-F2
3.平衡状态受力特点：
（1）单个力不能平衡：物体只受一个力，则物体不能平衡；
（2）二力平衡：平衡的两个力的大小相等，方向相反，合力为零；
（3）多力平衡：①所有向上的力=所有向下的力；②所有向左的力=所有向右的力。
【例题6】将一辆小车放在水平地面上。小明向右拉，拉力为200N；同时小红向右推（如图所示），推力为150N，他们对小车合力的大小与方向为（　　）

A.350N，方向向右 B.200N，方向向右
C.150N，方向向右 D.50N，方向向左
【答案】A
【解析】同一直线上方向相同的两个力，合力大小为二力之和，合力方向与两个分力方向相同。
解：小明沿水平方向向右用200N的力拉，小红沿水平方向向右用150N的力推，故合力为二力之和，即200N+150N＝350N；合力方向与二力方向相同，即水平向右。
故选：A。
【变式练习6】把一个重为2N的苹果竖直向上抛出，苹果在空中受到重力和空气阻力的作用。若空气阻力大小恒为0.8N，且方向总是与运动方向相反，则苹果在上升过程中所受重力的方向为　　，合力的大小为　　N，合力的方向为　　。
【答案】竖直向下；2.8；竖直向下。
【解析】根据力的合成计算合力的大小，即同一直线上同方向二力的合力等于二力之和；同一直线反方向二力的合力等于二力之差。
解：苹果竖直向上抛出后，上升的过程中，受到的重力的方向是竖直向下，阻力是竖直向下。所以此时苹果受到的合力是2N+0.8N＝2.8N，方向是竖直向下。
故答案为：竖直向下；2.8；竖直向下。
【例题7】重力为25N的书包放在桌面上，用20N竖直向上的力提书包，此时书包受到的合力为（　　）
A．20N B．5N C．0N D．45N
【答案】C
【解析】静止或做匀速直线运动的物体处于平衡状态，所受合力为零，由平衡条件可以求出合力。
解：用20牛竖直向上的力去提重力为25N的书包，因提的力小于重力，所以不能提起书包，书包将处于静止状态（在拉力、重力和地面支持力的作用下处于平衡状态），则书包受到的合力为0N。
故选：C。
【变式练习7】一辆重40000N的载重汽车在水平公路上匀速行驶时，所受阻力是4800N，则它受到的牵引力( )
A.等于40000N B.等于4800N C.大于400000N D.大于4800N
【答案】B
【解析】在平直公路上匀速行驶的汽车在水平方向受力平衡，所以汽车受到的阻力和牵引力为一对平衡力，大小相等，故牵引力等于阻力4800N。
解：物体在水平方向处于平衡状态，所以F=f=4800N。故选：B。
五、运动和力的关系：
1.物体的运动不需要力来维持；
2.物体的运动状态发生变化，则物体一定受到非平衡力的作用（合力不为0）；
3.物体受到的合力为0：物体的运动状态不改变，处于平衡状态（静止或者匀速直线运动）；
4.物体受到的合力不为0：
（1）合力与运动方向相同：物体做加速运动（速度变快）；
（2）合力与运动方向相反：物体做减速运动（速度变慢）。
【例题8】如图所示，一氢气球吊着一物体以1m/s的速度匀速竖直上升，在上升过程中，吊物体的绳子突然断了，假如此时物体受到的所有外力全部消失，则在绳子断开后物体，物体会（　　）
A.立即匀速下落
B.立即下落，且速度越来越快
C.继续以1m/s的速度匀速上升
D.先以1m/s的速度上升一段距离后下落，下落时速度越来越快
【答案】C
【解析】一切物体不受力时，总保持静止或匀速直线运动状态。
解：物体原来是向上匀速运动的，突然所有外力都消失，物体将保持原来向上的运动状态，以1m/s的速度继续向上做匀速直线运动。故选：C。
【变式练习8】上体育课时，同学们在操场踢足球，下列说法正确的是（　　）

A.脚踢足球使足球飞出去，说明力是使物体运动的原因
B.足球在空中飞行的过程中，运动状态一定发生改变
C.足球静止在地面上时，足球所受重力和地面对它的支持力是相互作用力
D.足球在空中飞行时，若它所受的力全部消失，它一定沿水平方向做匀速直线运动
【答案】B
【解析】（1）力的作用是改变物体的运动状态，物体运动不需要力维持；
（2）物体不受力或受平衡力运动状态不变；物体受力不平衡时，运动状态一定改变；
（3）一对相互作用力符合大小相等、方向相反、作有在一条直线上、作用在不同物体上；
（4）运动的物体不受任何力的作用时，将做匀速直线运动状态。
解：
A.脚踢球，使球飞出去，说明力可以改变物体的运动状态，故A错误；
B.足球在空中运动过程中，受到竖直向下的重力与空气的阻力，这两个力不是平衡力，所以足球的运动状态一定发生改变，故B正确；
C.足球静止在地面上时所受的重力和支持力符合二力平衡的条件，是一对平衡力，故C错误；
D.空中飞行的足球，若它所受的力全部消失，它将保持原来的运动状态，沿原来的方向做匀速直线运动，但不一定是水平方向，故D错误。
故选：B。
【例题9】如图，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，不计空气阻力，则小球（　　）

A.运动至最高点时，速度为0m/s，所以受平衡力作用
B.被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力
C.从A点向上运动O点的过程中，速度一直增大
D.从A点向上运动O点的过程中，速度先增大后减小
【答案】D
【解析】（1）物体处于静止状态或匀速直线运动状态，受平衡力作用。
（2）根据小球被释放后的运动状态判断重力和弹力的大小；
（3）从A点向上运动过程中，分小球到达O点前和离开O点后两个阶段进行分析讨论。
解：A.不计空气阻力，小球在最高点时只受重力作用，不是平衡状态，故A错误；
B.小球被释放后沿竖直方向加速向上运动，故释放瞬间，所受重力小于弹簧弹力。故B错误；
CD.不计空气阻力，小球在从A点向上运动到O点的过程中，受到两个力的作用，一个是竖直向下的重力，一个是竖直向上的弹力，开始向上运动时，弹力大于重力，小球所受合力方向向上，速度不断增大；当弹力小于重力时，其所受合力方向向下，速度不断变小。当离开O点后，小球只受重力作用，力的方向与小球运动方向相反，速度继续减小。故其速度先增大后减小，故D正确；C错误。
故选：D。
【变式练习9】如图所示物块上方固定有一根管和弹簧，物块在大小不变的推力F作用下向右做匀速直线运动。管内小球从上方落下，在小球接触并压缩的弹簧过程中，以下说法正确的是（　　）
A.小球速度保持不变
B.小球速度一直在变大
C.物块保持匀速直线运动
D.物块运动速度减小
【答案】C
【解析】力可以改变物体的运动状态；对小球受力分析，判定小球的运动情况。
解：物块在大小不变的推力F作用下向右做匀速直线运动；小球在水平方向没有受到力的作用，管内小球从上方落下，小球接触并压缩的弹簧过程中，弹簧发生弹性形变，对小球有竖直向上的弹力的作用，开始时弹力要小于重力，小球做加速运动，弹簧的形变程度越大，产生的弹力越大，当弹力等于重力时，小球的速度最大；小球继续向下运动，弹力大于重力，小球做减速运动，故C正确，ABD错误。
故选：C。