八下物理精讲牛顿第一定律之二力平衡精讲 中考实战演练 联系生活

二力平衡

知识点一 力的平衡及二力平衡的条件

• 1.力的平衡

物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力相互平衡，物体处于平衡状态。

运动与力的关系

• 2.二力平衡的条件

如下图所示

记住重点是同时具备，缺一不可

• 结合例题淬炼知识点

例1（2018河南安阳二模）如图所示，小钢球在光滑水平面上沿直线运动，在小钢球运动路线旁放一磁铁，小钢球将做曲线运动，此时小球所受的力是 （选填“平衡”或“非平衡”）力；若小钢球运动到A点时，拿走磁铁，小钢球将做 运动；你的理由是 。

解析：小钢球在光滑的水平面上做曲线运动，其运动方向不断改变，即运动状态不断发生改变，故受非平衡力作用。若小钢球运动到A点时，拿走磁铁，由于水平面是光滑的，故小钢球在水平方向上不受力，根据牛顿第一定可知，小钢球将做匀速直线运动。

答案 非平衡； 匀速直线 ； 小钢球在水平方向上不受力

知识点二 二力平衡条件的应用:

1. 物体受到两个力的作用处于平衡状态时，根据二力平衡的条件，已知一个力的大小和方向，就可以求出另一个力的大小和方向。

2. 利用二力平衡，找不规则物体的重心。比如寻找薄板（不一定均匀）的重心，如图所示，首先找一根细绳，在薄板上找一点，用绳悬挂，划出薄板静止后的重力作用线，同理再找一点悬挂，两条重力作用线的交点就是薄板重心。

例2：（2018福建莆田秀屿模拟）一名跳伞运动员重为600N，其随身的跳伞设备总重为200N，他在空中匀速下落的过程中，所受到的空气阻力大小为________，方向__________。

解析：跳伞运动员在空中匀速下落过程，受到平衡力的作用，故阻力等于重力，即f=G总=600N+200N=800N，阻力的方向与重力的方向相反，即方向竖直向上

答案 800N 竖直向上

经典例题全解

题型 “探究二力平衡的条件”

例3（2018上海杨浦二模）如图所示是“探究二力平衡条件”的实验，实验中以________（选填“甲”、“乙”或“丙”）为研究对象进行实验，当按图（a）所示的实验操作时，应在硬纸板处于_________状态下读取测力器的示数；按图（b）示数进行实验操作时，放开硬纸板前，应使两测力计的示数________，放开手会发现硬纸板_______（选填“能”或“不能”）保持静止。

解析 (1)由实验装制图可知,以硬纸板乙为研究对象,利用弹簧测力计/细线等器材探究二力平衡的条件;(2)按图(a)所示进行实验操作时，为了方便读数，应在硬纸板处于静止状态下读取测力计的示数；（3）按图（b）所示进行实验操作时，放开硬纸板前，应使两测力计示数相同，两细线按对硬纸板的拉力方向相反。由于图中两个力不在同一直线上，所以放手后纸板不能保持静止。

答案：乙 ；静止 ；相等 ；不能

点拨：注意利用控制变量法分析判断“探究二力平衡”条件实验的现象及操作。

相互作用力和平衡力的辨析

辨析：（1）相互作用力只有两个“角色”它们互为施力物体和受力物体，例如你推车同时你也感到车对你有一个反作用力，这个就是车对你的阻力，你的推力和车对你的阻力就是一对相互作用力。这个过程参与的角色只有你和车，并且你们的力都直接作用在对方身上。

（2）而平衡力一般参与角色有三个，并且受力物体并非直接施力物理，这种情况下这个受力物体并不对外做功，此时的受到的力表现为内力，例如两A、B两拨人拔河，当他们僵持不动时，施力物体是A,B两拨人但他们的力没有直接作用在对方身上，而是作用在绳子上。这个绳子就是第三个物体，并且他受到的是大小相等，方向相反的力，此时绳子绷直还能看出此时两个力在同一条直线上，这两个力对于绳子本身来说表现为内力。

知识淬炼·考点实战

例（2017北京平谷一模）春分是24节气之一，在每年农历2月15日前后（公历大约为三月20～21日期间）《春秋繁露·阴阳出入上下篇》说：“春分者，阴阳相伴也，故昼夜均而寒暑平。”春分是玩竖蛋游戏的最佳时光，故有“春分到，蛋儿俏”的说法。如图所示，当鸡蛋在水平桌上竖起静止时，下列说法正确的是 （ ）

A.鸡蛋的重力和鸡蛋对桌面的压力是一对平衡力

B.鸡蛋的重力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力

C. 鸡蛋对桌面的压力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力

D. 桌子受到的压力和桌子受到的支持力是一对平衡力

解析：鸡蛋的重力和鸡蛋对桌面的压力只是大小相等，不是一对平衡力。鸡蛋对桌面的压力和桌面对鸡蛋的支持力是一对相互作用力。 桌子受到的压力与鸡蛋重力大小相等，桌子受到的支持力与桌子的重力与鸡蛋的重力之和大小相等，故不是一对平衡力。故A、C、D错误，选B。

答案： B

易错警示：判断一对力是平衡力还是相互作用力，关键是明确两者的特点，特别是两者之间的不同点。其最大的不同之处在于平衡力是作用在同一物体上的，而相互作用力是作用在不同物体上的。

平衡力在生活中的应用

实际上不止桌面上立鸡蛋，例如杂技演员例撑杆不倒，高速旋转的陀螺都是利用不同的方法来保持二力平衡的，在生活中比较常见的的就是当下流行的平衡车了，平衡车具有小巧轻便易于收纳，灵活不受拥堵的困扰等优点，通过微电脑控制的平衡车甚至在过一些复杂路面时也能维持良好的稳定性。这其中的基本原理就是二力平衡“利用倒立摆系统的控制原理，使平衡车在竖直方向上稳定在一个动态平衡的状态，并能在保持平衡的状态下按照使用者的指令要求正常运行。”而实现这一关键功能的工作机制就是：平衡车内部集成了陀螺仪，加速传感器，伺服电机等传感器，当传感器感受到重心变化，传感器便会把数据送到控制系统内由CPU芯片进行数据处理反馈给控制系统，控制系统发出相应指令控制伺服电机做出反应从而维持平衡。基本原理为当身体前倾时，重心前移为了保持平衡车轮便同步向前运动，平衡车就前进。当身体后倾时重心后移，平衡车就减速，这样平衡车能始终保持平衡状态。在这个过程中车身为受力物体，施力物体分别为人的压力和地面对车的支持力。