初中二力平衡巩固练习

这是一份初中二力平衡巩固练习，共14页。

【实验目的、原理、方法】
①实验目的：探究二力平衡的条件；
②实验原理：力能改变物体的运动状态；
③实验方法：控制变量法。
【实验器材】
小车、棉线、钩码、滑轮、水平桌面、小纸片。
【器材作用及图像】
①小车：实验主体；
②棉线：连接小车与钩码；
③钩码：提供和改变对小车的拉力；
④滑轮：改变力的方向。
【实验步骤】
如图甲：
步骤①把小车放在光滑的水平桌面上，向挂在小车两端的托盘里放钩码。这样小
车在水平方向受到两个拉力，用力的示意图画出小车受到的两个拉力。观察小车在什么情况
下保持运动状态不变；
步骤②用手按住小车，改变两端钩码数量，使两个拉力大小不等。然后松手，观察小车能
不能保持静止；
步骤③用手按住小车，让两端钩码数量相等，让两个力的方向相同，然后松手，观察小车
能不能保持静止；
步骤④用手按住小车，让两端钩码数量相等，让小车扭转一个角度，然后松手，观察小车
能不能保持静止；
步骤 = 5 \* GB3 ⑤用手按住小车，让两端钩码数量相等，再让拉力方向相反，且在同一条直线上，然
后松手，观察小车能不能保持静止。
如图乙：
步骤⑥剪刀将硬纸片从中间剪开，观察小车能不能保持静止。
【实验结论】
二力平衡的条件要求这两个力：
1、大小相等（等大） 2、方向相反（反向）
3、同一直线（共线） 4、同一物体（同体）
【实验数据记录】
【实验补充】
1、平衡力及平衡状态的判定：
（1）平衡力：物体在受到几个力的作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡；
（2）平衡状态：物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态；
（3）物体收到平衡力的作用，那么物体就处于平衡状态。
2、平衡力和相互作用力的区分：
（1）二力平衡特点：同体、等大、反向、共线。
（2）相互作用力特点：不同体、等大、反向、共线。
3、二力平衡条件的应用
（1）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，对于二力平衡条件，我们必须注意上面四个要点，且这四个要点缺一不可；
（2）在平衡力作用下，原来处于静止状态的物体，依然处于静止状态，原来运动的物体，一定以原来的速度做匀速直线运动；
（3）静止的物体只受两个力作用时，这两个力一定是平衡力；匀速直线运动的物体，如果只受两个力作用，那么这两个力也一定是平衡力。
【常考实验问题】
1、实验中甲图滑轮的作用是 改变力的方向 ；
2、实验中甲图应选择较 光滑 （选填“光滑”或“粗糙”）的实验桌面；
3、实验中甲图通过调整 钩码个数 来调整拉力大小；
4、实验中乙图选择轻质卡片的目的是 减小摩擦力对实验的影响 ；
5、如图甲所示，当左右两端同时挂两个钩码时，小车静止，此时F1、F2的大小 相等 ，方向 相反 ；
6、为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上，小明用轻质硬纸片代替小车做实验，如图乙所示，他将要对硬纸片进行的操作是 用剪刀将硬纸片从中间剪开 ；
7、图甲的探究装置中研究对象是 小车 ，实验中判断其是否受平衡力作用的依据是物体处于 静止 状态；
8、把小车转过一个角度，然后松手，观察到小车转动，最后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在 同一条直线上 才能平衡。
典例分析＋变式训练
题型1 探究二力平衡的条件实验
【典例1-1】（2022春•碑林区校级期末）如图是探究二力平衡的实验，通过改变钩码 来改变力的大小；将卡片扭转一定角度是为了验证不在 的两个力是否平衡；为了验证不在同一物体上的两个力是否平衡，可以将卡片 。
【典例1-2】（2022春•岳麓区校级期中）如图甲所示是小明同学设计组装的“探究二力平衡的条件”实验装置。
（1）实验中，保持F1和F2大小相等，用手将小车扭转一个角度，松手后，小车将 （选填“转动”或“保持静止”），设计这一步骤是为了探究两个力是否 。
（2）小燕同学设计组装了如图乙所示的实验装置，比较甲、乙两种实验装置， 的实验装置更合理。
【变式1-1】（2022春•香坊区校级期中）如图为研究二力平衡条件的实验装置，下列关于这个实验的叙述错误的是（ ）
A．调整两边的托盘所放的钩码数量，可以改变力的大小
B．为使实验效果明显，应选用质量较大的小车
C．为了减小摩擦，应选用尽量光滑的水平桌面
D．将小车扭转一个角度，是为了研究两个力不在同一直线上能否平衡
【变式1-2】（2022春•朝阳区校级期中）在探究“二力平衡条件”的实验中：
（1）设计组装的实验装置如图所示，如果在两线端挂上不同质量的钩码，是用于探究两个力的 对物体平衡的影响；老师指出实验桌面越光滑越好，其原因是减小
对小车运动状态的影响。
（2）保持F1与F2相等，用手将图中的小车扭转一个角度，使拉力F1和F2不在同一直线上，松手后，小车将 （选填“能”或“不能”）在此位置平衡。
【变式1-3】（2022秋•延庆区期末）在探究“二力平衡条件”的实验中，光滑水平桌面上设计组装的实验装置如图甲所示。
（1）在探究力的大小对二力平衡的影响时，可通过调整 来改变F1和F2的大小。
（2）保持F1与F2相等，用手将小车扭转到图乙中的位置（F1和F2作用线相平行），松手后，小车将 。实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须满足哪个条件？ 。
能力提升训练
一、实验题。
1．（2022春•江汉区期中）小明和小红分别“探究二力平衡的条件”。
（1）小明设计的方案如左图：把木块放到水平桌面上，木块两端用细线挂着相同的托盘，两根线分别跨过两个定滑轮，使作用在小车上的两个拉力方向相反，且在同一条直线上。当向左、右两盘分别同时加入100g、120g的砝码时，木块处于静止状态，此时木块两边所受的拉力 （选填“相等”或“不相等”）。
（2）小红则认为，本实验应用带轮的小车替代木块作为研究对象（如图所示），这样的改进是为了减小 对实验的影响；实验时通过调整盘中 来改变拉力的大小；当小车平衡时，小红将小车转过一个角度，松手后观察 （选填“释放瞬间”或“最终”）小车能否平衡。
2．（2022春•海淀区校级期中）某实验小组在“探究二力平衡的条件”实验中：
（1）实验小组设计了如图甲实验装置进行实验，发现在如图甲所示的情况下，木块仍然处于静止状态，经过同学们分析讨论，认为是 对实验结果产生了影响；
（2）改进的实验器材如图乙所示
①在一张轻质卡片的对角打孔，并在两孔之间画一条直线；
②手拿住小卡片，在细线两端各挂上一个50g的钩码，放手后，小卡片处于静止状态，说明小卡片受力 （选填“平衡”或“不平衡”），小卡片受到的合力大小是 N；
③保持细线两端所挂钩码均为50g不变，将小卡片转至一定角度，松手后小卡片转动，说明不在同一直线上的两个力 （选填“能”或“不能”）平衡；
④在左端再挂上一个50g的钩码，小卡片将 （选填“向左运动”、“向右运动”或“保持静止”）；
⑤通过实验，能得出二力平衡的两个条件是两个力大小 ，方向 。
3．（2022春•漳州期末）在“探究二力平衡条件”的实验中，小宇依次进行实验。
（1）如图甲，木块左右两边各挂一个相等质量的钩码时，木块处于静止状态。小宇在右边钩码上加一小块橡皮泥时，木块仍处于静止状态，这时木块在水平方向受到的是
（选填“平衡”或“非平衡”）力；取下橡皮泥，在右边再加一钩码时，木块却向右运动；
（2）在老师的建议下小宇对实验进行改进，如图乙用小车替换木块进行实验，目的是减小 对实验的影响；
（3）如图丙用卡片替换小车，应使用硬纸板，这样可以减小重力对实验的影响。在实验中，将卡片旋转一定角度，松手后发现卡片旋转到原来位置，这说明两个力必须作用在
上，物体才能平衡。
4．（2022春•路北区期中）如图甲所示是小明探究二力平衡条件时的实验装置。
（1）当小车处于静止状态或 状态时，水平方向上小车受到的两个力是相互平衡的。
（2）如图乙是同组小红设计的实验装置，你认为装置 （选填“甲”或“乙”）更科学。原因是
。
（3）小明实验中发现两边的托盘中砝码质量不相等时小车运动，砝码质量相等时小车静止，这说明二力平衡的一个条件是 ．
（4）小明想探究二力平衡时两个力是否在同一直线上，如图甲所示，保持两托盘里砝码的质量相等，他下面的操作是：
。
（5）如图所示，将小车换成弹簧测力计，物体A和B的重力分别为10N和6N，不计弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦，则弹簧测力计的示数为 N。
5．（2022春•船营区校级期中）在探究“二力平衡条件”的实验中：
（1）甲、乙两组同学分别选择器材后，设计组装的实验装置如图所示。老师指出乙组同学选择的器材更加合理，其原因是： 。
（2）在两边挂上等重的砝码，将木块扭转一个角度，使木块的两边细绳相互平行，但不在同一直线上。放开木块后，木块将 。结论：要使两个力互相平衡，两个力必须在 。
（3）若有一组同学用甲装置实验时，在左右两盘同时放入质量不等的砝码，放开木块，木块仍然保持静止，此时木块受到的力是 （填“平衡力”或“非平衡力”）。
6．（2022春•大武口区校级期中）在“探究二力平衡条件”的活动中，主要是通过探究力对物体的作用效果来实现探究目的的。如图所示是可供选择的两种探究方案。
（1）图a的探究方案中研究对象是小卡片，图b的探究方案中研究对象是 ，实验中a方案要优于b方案的原因是 ；
（2）小明选择了图a所示的探究方案，他将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮后，就在两线端挂上钩码。这是用于探究两个力的 和 对物体平衡的影响；
（3）探究活动中还要求要把小卡片转过一个角度，然后再松手。这样做的目的是用于探究不在 上的两个力对物体平衡的影响。
7．（2022春•相城区校级期中）在“探究二力平衡的条件”活动中。
（1）如果物体只受到两个力的作用，且处于静止或 状态，说明这两个力是相互平衡的。由此，小明提出，能否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件？
（2）小华认为，若采用小明的方案，必须测出物体所受的 和 的大小来进行比较。研究发现，在小明的方案中，只能根据相互作用的关系直接测出 的大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一个力无法直接测量，所以这一方案无法实施下去。
（3）为此，两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案，如图乙所示，请你判断出他们改进的先后顺序： （用字母表示），这样的改进是为了减小 对实验的影响。
（4）小明在乙图B方案中发现当左右两边同时加入一个等重的砝码时，木块处于静止状态。小明再把右边的砝码换成一个较重的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，因此得出结论：二力平衡时，两个力的大小不一定相等，你认为这样的结论 （选填“可靠”或“不可靠”）。这时小车在水平方向受到的力 （平衡/不平衡）。
（5）如图丙，是最终确认的实验方案。此方案中，用卡片代替小车的目的是
。
（6）小明选择了图丙所示的探究方案，他将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮后，就在两线端挂上钩码，这是用于探究两个力的 和 对物体平衡的影响。
（7）图丙所示的探究活动中还要求要把小卡片转过一个角度，然后再松手，这样做的目的是用于探究不在 上的两个力对物体平衡的影响。
8．（2022春•汶上县期中）某实验小组利用图甲所示的实验装置做“探究二力平衡的条件”实验时，请问：
（1）实验时应选择较 （选填“光滑”或“粗糙”）的实验桌面；
（2）在图甲实验的基础上，将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动状态，这样做的目的是探究两个平衡的力是否作用在 ；
（3）为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上，小明用轻质卡片代替小车做实验，如图乙所示，他将要对卡片进行的操作是 ；
（4）实验中定滑轮的作用是改变力的方向，通过调整 可以改变拉力的大小；
（5）如果将图甲中的小车两边绳子固定在同一端上，挂相同的钩码，且沿同一方向拉小车，可以发现小车不会静止，这是为了表明小车受到的二力若平衡，必须满足
这一条件而设计的步骤；
（6）通过上述过程可知：作用在 上的两个力，只有当大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，这两个力才彼此平衡。
9．（2022•南京模拟）如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景：
（1）小华将系于小卡片（重力可忽略不计）两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向 ，并通过调整
来改变拉力的大小；
（2）当小卡片平衡时，小华将小卡片旋转过一个角度，松手后小卡片 （能/不能）平衡。设计此实验步骤是为了探究 ；
（3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小华下一步的操作是 ；
（4）如图乙所示，小华用手抓住卡片使卡片静止，当她轻轻松手后，卡片将 （向右运动/向左运动/保持静止）；
（5）如图丙，若在左边挂重为G的砝码、右边挂重为2G的砝码，物体M恰好以速度v向右匀速直线运动；如果右边中的砝码不变，物体M在水平桌面上以2v向左做匀速直线运动，则左边中再加钩码重为（绳子与轮的摩擦不计） 。
A．G
B．2G
C．3G
D．4G
10．（2022春•贵阳期中）如图是某实验小组探究二力平衡的条件的实验情景：
（1）在细线的两端挂上钩码，使作用在木块上的两个拉力方向相反，并通过调节
来改变两端拉力的 ；
（2）如图甲，实验时发现在细线左右两端同时挂一个质量相等的钩码时，木块A处于静止状态。若再将一个质量较小的钩码轻轻挂在细线右端，观察到木块A仍然处于静止状态，经过同学们分析讨论，认为是 对实验结果产生了影响；
（3）如图乙，小明用小车B替换木块A进行实验的目的是 ；实验中他是通过观察小车是否处于 状态来判断它受的两个力是否平衡；
（4）同组的小红利用轻质小卡片C替换小车B进行实验，在一张轻质小卡片的对角位置打孔，并在两孔之间画一条直线，改进的实验器材如图丙所示：
①选择轻质小卡片的目的是 ；
②手拿住小卡片，在细线两端各挂上一个50g的钩码，放手后，小卡片处于静止状态，说明小卡片受力平衡，小红接下来进行了如图丁的操作，放手后将观察到卡片 ，这样做的目的是： 。
11．（2022春•东莞市期中）在探究“二力平衡的条件”实验中，如图甲、乙所示，小刚把木块、小华把小车放在光滑的水平桌面上，他们分别向托盘里加减砝码观察现象。
（1）这两个实验装置中，你认为装置 （选填“甲”或“乙”）更科学，其主要原因是为了减少 对实验结果的影响。
（2）在装置乙中，将小车旋转一定角度，松手后，发现小车又恢复原状，这说明两个力作用在 上，物体才能平衡。
（3）在实验中通过 来改变桌面上的物体所受拉力的大小。
（4）为了验证二力平衡时两个力是否在同一物体上，在图丙情况下，下一步的操作是：把卡片 ，再观察卡片的运动情况。
12．（2022春•朝阳区校级期中）图甲是小阳同学探究二力平衡条件实验装置图。
（1）实验中他是通过观察小车是否处于 状态来判断它受到的两个力是否平衡。
（2）改变两个托盘中放入砝码的质量，使两个托盘中砝码的质量相等或不相等，是为了探究两个力的 对小车平衡的影响。
（3）保持两个托盘中的砝码质量相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动状态，是为了探究两个力是否在 对小车平衡的影响
（4）在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，同学们认为小阳的实验优于小明的实验。其主要原因是 。
A．减少摩擦力对实验结果的影响
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．小卡片容易扭转
13．（2022春•武江区校级期中）小军和小红利用如图所示装置探究二力平衡条件。
（1）图甲装置的研究对象是 （选填“木块A”或“砝码”），实验中判断其是否受平衡力作用的依据是物体是否处于 状态。
（2）小军某次利用图乙装置进行实验时，在左盘放入0.3kg的砝码，在右盘中放入0.25kg的砝码，小车静止，此时小车受到的 （选填“可能是”、“一定是”或“不是”）平衡力。这个现象与二力平衡条件不完全相符，你认为原因可能是 。
（3）小红为了避免出现小军的情况，采用图丙所示装置进行实验，在实验中她应使用
硬纸板。（选填“轻质”或“厚重”）
（4）小红在硬纸板平衡后，将硬纸板转过一个角度，如图丙，然后再松手。这样做是为了探究一对平衡力是否作用在 （选填“同一物体上”或“同一直线上”）。
14．（2022春•定州市期中）某物理兴趣小组的同学们利用图甲装置进行“二力平衡条件”的探究：
（1）图甲的探究装置中研究对象是 ，实验时应选择较 （光滑/粗糙）的实验桌面。
（2）小阳向左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码时，小车处于静止状态；改变其中一端的砝码数量，发现小车无法保持静止状态，由此说明两个力必须 才能平衡。
（3）把小车转过一个角度，然后松手，观察到小车转动，最后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在 才能平衡。
（4）某次实验中，当左盘放入稍大一点的砝码时，两个拉力大小不同，但小车仍处于静止状态，此时小车受到的 （是/不是）平衡力，产生这一现象的原因可能是小车受到 的影响。
（5）为尽量减少以上影响，同组的小敏同学提出将甲装置中的小车换成小卡片，如图乙，实际操作中还发现乙装置具有更适合探究 的优点（填字母）。
A.不在同一条直线上的两个力能否平衡 B.不在同一物体上的两个力能否平衡
【拓展】小阳同学完成课本实验后，提出了一个问题猜想：只受一个力作用的物体也能保持平衡状态。为了验证猜想，他将一个小球用一根细线悬挂起来，如图丙，剪断细线后小球下落，如图丁。由实验可知，小阳的猜想 （正确/错误）的。
15．（2021春•潮阳区校级月考）如图甲是小强同学探究二力平衡条件时的实验情景。
（1）小强将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向相反，当小卡片平衡时，小强将小卡片转过一个角度，松手后小卡片 （能/不能）平衡，设计此实验步骤的目的是探究不在 的两个力能否平衡；
（2）小强将纸片从中间位置剪开，是为了验证只有作用在 的两个力才能平衡；
（3）当卡片静止时，小强发现拉线不在同一直线上（如图乙所示），于是他得出：二力平衡时，两个力可以不在同一直线上，他得出错误结论的原因是：未考虑 对实验的影响；
（4）小明同学在改进的基础上也对该实验进行了探究，但他在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度（如图丙所示），你认为能否用小明的装置进行实验？ （选填“能”或“不能”）；
（5）同组的小丽在探究同一问题时，将木块放在水平桌面上，设计了如图丁所示的实验，当她在木块左端挂上2N的钩码，右端挂上1.5N的钩码时，木块静止，此时木块受到的
（选填“可能是”“一定是”或“一定不是”）平衡力，理由是
。