2024年中考物理必考實驗專項復習：探究二力平衡條件的實驗（含解析）

試驗七、探究二力平衡條件的試驗

【試驗目的】：

探究當物體只受兩個力作用而處于平衡狀態(tài)時，這兩個力必需滿意的條件。

【試驗器材】：

彈簧測力計、一張硬紙板、細繩、剪刀等。

（a）旋轉<b）靜止

【試驗步驟】：

探究當物體處于靜止時，兩個力的關系；探究當物體處于勻速直線運動狀態(tài)時，兩個力的關系

①如圖a所示，作用在同一物體上的兩個力，在大小相等、方向相反的狀況下，它們還必需在同始終線，

這二力才能平衡。

②如圖b、c所示，兩個力在大小相等、方向相反且在同始終線上的狀況下，它們還必需在同一物體上,

這二力才能平衡。

【試驗結論】：

二力平衡的條件：

1.大小相等（等大）2.方向相反（反向）

3.同始終線（共線）4.同一物體（同體）

1、在探究究二力平衡問題時，什么因素影響試驗結果？答：摩擦力。

2、如何減小如圖乙所示的不足之處：可以將物塊改為小車或者運用更光滑的桌面。

3、你認為右圖哪個試驗更合理？答：甲，應為乙物體受到的摩擦力大，對試驗效果影響大。

co

甲乙

4、如何推斷物體是否處于平衡狀態(tài)？答：當物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)時，都可以判定物體處于平

衡狀態(tài).

5、試驗中如何變更拉力的大??？答：通過變更祛碼的個數(shù)，來變更對小車的拉力大小.

6、定滑輪有什么作用：答：變更拉力的方向。

7、如何探究兩個力作用在同一物體上？答：將紙板從中間剪開，視察紙板是否還處于平衡狀態(tài)。

8、如何探究兩個力在同始終線上：答：把紙板轉動一個角度，然后松手，視察小車的運動狀態(tài).

9、試驗結論：二力平衡條件：同體、等大、反向、共線。

10、試驗方法：限制變量法。

11、選擇靜止狀態(tài)的緣由：勻速運動狀態(tài)不好限制。

12、進行多次試驗的目的：得出普遍規(guī)律，避開偶然性。

【創(chuàng)新母題】：如圖甲是小華同學探究二力平衡條件時的試驗情景：

(1)小華將系在小卡片(重力可忽視不計)兩對角上的細線分別跨過左右支架上的滑輪，并在細線的兩端掛上

鉤碼，使作用在小卡片上的兩個拉力方向，并通過調整________來變更拉力的大小。

⑵當小卡片時，說明小卡片處于平衡狀態(tài)；卡片平衡后，小華將小卡片轉過一個角度，松手后小卡片

(填“能”或“不能”)平衡，設計此試驗步驟的目的是為了探究

⑶為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，在圖甲所示狀況下，小華下一步的操作是:

(4)在探究同一問題時，小明將木塊放在水平桌面上，設計了如圖乙所示的試驗，同學們都認為小華的試驗

優(yōu)于小明的試驗，其主要緣由是。

2

A.減小摩擦力對試驗結果的影響B(tài).小卡片是比較簡單獲得的材料

C.簡單讓小卡片在水平方向上保持平衡D.小卡片簡單扭轉

⑸為了減小（4）中小明的問題，可以實行的措施是：。（舉一個例子即可）

⑹利用圖丙裝置（選填“能”或“不能”）探究二力平衡的條件。

⑺如圖丙試驗時，假如將右側兩個祛碼取下，替換為彈簧測力計，使其豎直向下拉。發(fā)覺彈簧測力計的示

數(shù)和左側兩個鉤碼的重力不相等，其可能的緣由是。

（8）試驗完成后，請你幫小華總結一下二力平衡的條件：。

【答案】：

⑴相反；鉤碼個數(shù)；（2）靜止；不能；不在同始終線上的二力能否平衡；

（3）把小卡片剪為兩半；（4）A；（5）將小木塊改為小車或者選擇相對光滑的桌面；（6）能；

⑺彈簧自身重力的影響；（8）當同一物體受到等大、反向、在同一條直線上的兩個力時，該物體就處于二

力平衡狀態(tài)。

【解析】：

⑴鉤碼因為重力的作用，會對小卡片施加一個拉力的作用,左端的鉤碼對小卡片施加一個向左的拉力,右端

的鉤碼對小卡片施加了一個向右的拉力，拉力的大小等于鉤碼的重力；

（2）當物體處于靜止或者勻速直線運動狀態(tài)時，稱之為平衡狀態(tài)；小卡片轉過一個角度，小卡片上受到的兩

個拉力就不在一條直線上，是驗證不在同始終線上兩個力是否平衡；

（3）探究二力平衡時,驗證兩個力須要作用在同一個物體上,可以把小卡片分成兩半變成兩個物體；

⑷小明將木塊放在水平桌面上,木塊在水平桌面上靜止或運動都可能受到摩擦力的作用，就會影響試驗效

果；

⑸為了減小木塊與桌面之間的摩擦，可以用滾動摩擦代替滑動摩擦，或者減小接觸面的粗糙程度。

（6）只要能到達平衡力的四個條件,就可以探討。

⑺由于彈簧測力計正常運用時是豎直向上拉，當豎直向下拉時，由于彈簧測力計自身的重力，會使得測量

的數(shù)據(jù)小于真實的數(shù)據(jù)。

⑻當同一物體受到等大、反向、在同一條直線上的兩個力時，該物體就處于二力平衡狀態(tài)。

練習1：（2024?銅仁）小明在探究“二力平衡”條件的試驗中，設計了如圖所示的兩種試驗方案。

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甲乙

(1)通過試驗比較，小明發(fā)覺采納方案乙，試驗效果更好，緣由是。

(2)該試驗裝置中，木板兩端的定滑輪的作用是。

(3)保持兩盤中祛碼質量相等，把小車在水平桌面上扭轉一個角度，放手后視察到小車轉動，最終復原到靜

止狀態(tài)。這個試驗現(xiàn)象說明:作用在同一物體上的兩個力，大小相等，方向相反，并且，這兩個力才能彼此

平衡。

(4)小明在探究完“二力平衡”條件的試驗后，又利用該裝置進行探究，剪斷小車左邊的細線后，小車由靜

止向右運動，此現(xiàn)象說明力可以變更物體的。

【答案】：

(1)滾動摩擦力小于滑動摩擦力，減小了摩擦力對試驗的影響；

(2)能變更作用力的方向；(3)作用在同一條直線上；(4)運動狀態(tài)。

【解析】：

(1)通過試驗比較，小明發(fā)覺采納方案乙，試驗效果更好，緣由是滾動摩擦力小于滑動摩擦力，減小了摩擦

力對試驗的影響；

(2)該試驗裝置中，木板兩端的定滑輪的作用是能變更作用力的方向；

(3)保持兩盤祛碼質量相等(即讓兩邊的拉力相等)，把木塊扭轉一個角度,使拉力網和凡不再同一條直線上,

視察到木塊發(fā)生轉動，當木塊重新復原到原來的靜止狀態(tài)時,拉力網和風作用在同一條直線上；這個試驗

現(xiàn)象說明：作用在同一物體上的兩個力，大小相等，方向相反，并且作用在同一條直線上，這兩個力才能

彼此平衡。

(4)小明在探究完“二力平衡”條件的試驗后，又利用該裝置進行探究，剪斷小車左邊的細線后，小車由靜

止向右運動，小車受力不再平衡，此現(xiàn)象說明力可以變更物體的運動狀態(tài)。

練習2：(2024?內江)如圖所示，是探究“二力平衡條件”的試驗裝置圖。

4

(1)試驗時運用小車而不運用木塊，是因為小車與桌面間的—更小，從而減小對試驗結果的影響。

(2)在試驗起先時，由于馬虎只在左盤中放入祛碼，小車馬上向左運動，在運動過程中，左盤中祛碼的重

力勢能將—，動能將—o(選填“變大”、“變小”或“不變”)

(3)當兩個盤中分別放上兩個相同的祛碼后，小車靜止在桌面上，這說明二力平衡時，兩個力的大小-0

【答案】：

(1)摩擦力；(2)變??；變大；(3)相等。

【解析】：

(1)試驗時運用小車而不運用木塊，是因為小車與桌面間的摩擦力更小，從而減小對試驗結果的影響；

(2)在試驗起先時，由于馬虎只在左盤中放入祛碼，小車馬上向左運動，則在運動過程中，左盤中的祛碼

高度下降，速度增加，重力勢能轉化為動能，則祛碼的重力勢能將變小，動能將變大；

(3)當兩個盤中分別放上兩個相同的祛碼，即兩細線對小車的拉力相等，小車靜止在桌面上，這說明二力

平衡時，兩個力的大小相等。

假如物體只受到兩個力的作用，且處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)，說明這兩個力是相互平衡的。由此，小

明提出，能否利用如圖甲所示的試驗裝置來探究二力平衡的條件？

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(1)小華認為，若采納小明的方案，必需測出物體所受的—和—的大小來進行比較。探討發(fā)覺，在小明的

方案中，只能依據(jù)相互作用的關系干脆測出—一的大小，在未知二力平衡條件的前提下，另一個力無法干脆

測量，所以這一方案無法實施下去。

(2)為此,兩位同學不斷改進并先后設計了三個試驗方案,如圖乙所示,請你推斷出她們改進的先后依次：

—(用字母表示)，這樣的改進是為了減小—對試驗的影響。

(3)圖丙所示是最終確認的試驗方案。此方案中，由于—，故卡片的重力可忽視不計。

【答案】：

⑴重力；拉力；拉力；(2)GA.B；摩擦力；(3)卡片的重力遠小于鉤碼的重力。

【解析】：

(1)小華認為，若采納小明的方案，必需測出物體所受的拉力和重力的大小來進行比較；探討發(fā)覺，在小明

的方案中，只能依據(jù)相互作用的關系干脆測出拉力的大小，在未知二力平衡條件的前提下，另一個力無法

干脆測量，所以這一方案無法實施下去；

(2)，圖為滑動摩擦，力圖為滾動摩擦，6圖只有滑輪間的摩擦，為了減小摩擦力對試驗的影響，他們改進的

先后依次：C.A.B-,這樣的改進是為了減小摩擦對試驗的影響；

(3)如圖丙，是最終確認的試驗方案。此方案中，由于卡片的重力遠小于鉤碼的重力，卡片的重力可忽視不

計。

練習4：在探究“二力平衡的條件”的試驗中，小明采納的試驗裝置如圖所示。

⑴試驗時，小明向左盤和右盤同時加入一個質量相等的祛碼時,木塊兩邊所受的拉力(填“相等”或“不相

等”)，木塊處于靜止狀態(tài)。小明再把右盤中的祛碼換成一個質量較大的祛碼時，發(fā)覺木塊仍舊處于靜止狀態(tài),

出現(xiàn)這種現(xiàn)象的緣由是，于是他把木塊換成小車，并選擇較(填“光滑”或“粗糙”)的試驗桌面，接著完成

試驗。

(2)在左右兩盤放入質量相等的祛碼，再將小車水平，松手后，視察小車運動狀態(tài)，這樣做的目的是為了探

究不在的兩個力是否能平衡。

(3)小明用輕質硬紙片代替圖中的木塊，兩端的小盤中加質量相等的祛碼時，硬紙片保持靜止，用剪刀將硬

紙片從中間剪開，發(fā)覺分開后的硬紙片向相反方向運動，由此可以得到二力平衡的又一個條件：。

【答案】：

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（1）相等；桌面與木塊有摩擦力；光滑；（2）扭轉一個角度；同始終線；（3）兩個力必需作用在同一物體上。

【解析】：

（1）由于左盤和右盤中祛碼的質量相等，故木塊兩邊所受的拉力相等；小明再把右盤中的祛碼換成一個較重

的祛碼時，發(fā)覺木塊仍舊處于靜止狀態(tài)，所以木塊還受平衡力的作用；此時木塊有向右運動的趨勢，桌面

對木塊有向左的摩擦力，向左的拉力、向左的摩擦力與向右的拉力這三個力平衡；為減小摩擦力對試驗的

影響，當把木塊換成小車，應選擇較光滑的試驗桌面，接著完成試驗。

（2）用手將小車扭轉一個角度，兩個力不在同始終線上，已知兩個力的大小相等，方向相反，所以可以探究

二力平衡時，兩個力必需滿意在同始終線上的條件。

（3）當小卡片平衡時，用剪刀從中間剪斷小卡片，由于二力不在同一物體上，所以兩側祛碼落下，說明二力

平衡的又一個條件是：兩個力必需作用在同一物體上。

練習5：（2024哈爾濱）試驗小組要探究二力平衡條件.試驗中每個鉤碼重力相同，摩擦力忽視不計.

（1）如圖甲裝置，當左右兩端同時各掛兩個鉤碼時，小車靜止，此時￡、“的方向，