1、第第5讲讲实验突破实验突破科学探究素养提升科学探究素养提升2回归教材回归教材13实验 探究二力平衡的条件考点清单北京近北京近年真题及拓展年真题及拓展力力 运动和力运动和力摩擦力摩擦力弹弹力力力力概念概念惯性惯性弹性、塑性弹性、塑性常考举例常考举例作用效果作用效果三要素三要素定义定义示意图示意图弹簧弹簧测力计测力计重重力力滑动摩擦力滑动摩擦力增大、减小摩擦力的方法增大、减小摩擦力的方法定义定义方向方向影响因素影响因素二力二力合成合成二力二力平衡平衡定义、定义、影响因素影响因素利用和防范利用和防范平衡状态平衡状态、条件、条件平衡力与相互作用力平衡力与相互作用力定义定义、单位单位性质性质作用作用原理
2、原理使用使用定义定义大小大小、公式、公式方向方向及应用及应用重心重心牛顿第牛顿第一定律一定律回归教材回归教材考点清单考点清单一、一、同一直线上二力的合成同一直线上二力的合成1、合力：几个力共同作用在一个物体上时产生的效果，它们的作用效果、合力：几个力共同作用在一个物体上时产生的效果，它们的作用效果可以用一个力可以用一个力F来代替，那么这个力来代替，那么这个力F就叫作几个力的合力。如图所示，就叫作几个力的合力。如图所示，甲图中两人对一桶水的合力与乙图中一个人对一桶水的力的作用效果相同。甲图中两人对一桶水的合力与乙图中一个人对一桶水的力的作用效果相同。2、同一直线上二力的合成、同一直线上二力的合成
3、(1)二力方向相同，则合力大小等于两力之二力方向相同，则合力大小等于两力之_，方向与两力方向，方向与两力方向_。(2)二力方向相反，则合力大小等于两力之二力方向相反，则合力大小等于两力之_，方向与较大力的方向，方向与较大力的方向_。和和相同相同差差相同相同二、二力平衡二、二力平衡1、二力平衡：一个物体在两个力的作用下保持静止或者匀速直线运动状二力平衡：一个物体在两个力的作用下保持静止或者匀速直线运动状态，我们就说这两个力相互平衡。彼此平衡的两个力合力一定为零。态，我们就说这两个力相互平衡。彼此平衡的两个力合力一定为零。2、二力平衡的条件：作用在二力平衡的条件：作用在_物体上的两个力大小物体上的
4、两个力大小_、方向、方向_，且作用在同一直线上。如图乙中，竖直方向上桶处于静止状态时，人对桶且作用在同一直线上。如图乙中，竖直方向上桶处于静止状态时，人对桶的拉力和水桶的拉力和水桶(包含水包含水)所受重力为一对平衡力；所受重力为一对平衡力；速记口诀速记口诀：等大、反向、：等大、反向、共线、同体。共线、同体。同一同一相等相等相反相反三、平衡力与相互三、平衡力与相互作用力的异同作用力的异同类型类型平衡力平衡力相互作用力相互作用力相同点相同点(1)大小大小_；(2)方向方向_；(3)作用在作用在_上上 不不同同点点力的力的作用点作用点作用在同一物体上作用在同一物体上分别作用在两个物体上分别作用在两个
5、物体上力的力的示意图示意图 相等相等相反相反同一直线同一直线概念辨析概念辨析1.判断下列说法的正误，在后面的括号画判断下列说法的正误，在后面的括号画“”或或“”，对画，对画“”的进行改的进行改错并说明理由。错并说明理由。(1)雨滴在空中沿直线匀速下落，是因为雨滴没有受到力的作用雨滴在空中沿直线匀速下落，是因为雨滴没有受到力的作用()理由：理由：_。(2)人用沿水平方向的力推车，车未动时车受到的推力与摩擦力是一对平人用沿水平方向的力推车，车未动时车受到的推力与摩擦力是一对平衡力衡力()理由：理由：_。雨滴在空中沿直线匀速下落，受到的重力和空气的阻力是一对雨滴在空中沿直线匀速下落，受到的重力和空气
6、的阻力是一对平衡力，即合力为平衡力，即合力为0(3)彼此平衡的两个力的合力一定为零彼此平衡的两个力的合力一定为零()理由理由：_。(4)彼此平衡的两个力分别作用在两个不同的物体上彼此平衡的两个力分别作用在两个不同的物体上()理由：理由：_。(5)跳水运动员起跳时，跳板向下弯，人对跳板的作用力与跳板对人的作跳水运动员起跳时，跳板向下弯，人对跳板的作用力与跳板对人的作用力大小相等用力大小相等()理由：理由：_。彼此平衡的两个力必定作用在同一个物体上彼此平衡的两个力必定作用在同一个物体上(6)用大小不变的力用大小不变的力F竖直拉起静止在水平桌面上重为竖直拉起静止在水平桌面上重为G的钩码时，的钩码时，
7、F一定一定等于等于G()理由：理由：_。钩码由静止变为运动钩码由静止变为运动，受到非平衡力的作用受到非平衡力的作用，故故F一定大于一定大于G实验突破实验突破科学探究素养提升科学探究素养提升研究对象研究对象木块木块小车小车轻质卡片轻质卡片装置装置实验实验 探究二力平衡的条件探究二力平衡的条件过实验过实验研究对象研究对象木块木块小车小车轻质卡片轻质卡片控制控制变量变量法法(结结合轻合轻质卡质卡片装片装置置)探究平衡的两个力探究平衡的两个力是否大小相等是否大小相等控制作用在同一物体上的两个力的方向相反且控制作用在同一物体上的两个力的方向相反且在同一条直线上在同一条直线上，改变改变_，观观察研究对象是
8、否处于平衡状态察研究对象是否处于平衡状态 探究探究平衡的两个力平衡的两个力是否在同一条直线是否在同一条直线上且方向相反上且方向相反控制作用在同一物体上的两个力的大小相等控制作用在同一物体上的两个力的大小相等，_，观察研究对象是否处于平衡状态观察研究对象是否处于平衡状态 特点特点摩擦力摩擦力较大较大减小了减小了摩擦力摩擦力减小摩擦力的影响；探究减小摩擦力的影响；探究两个力作用在同一物体上两个力作用在同一物体上两端钩码的数量两端钩码的数量扭动卡片扭动卡片控制变量控制变量法法(结合结合轻质卡片轻质卡片装置装置)探究平衡的两探究平衡的两个力是否在同个力是否在同一物体上一物体上 控制作用在同一物体上的两
9、个力大小相等、控制作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反方向相反，将卡片从中间剪开将卡片从中间剪开，观察研究对观察研究对象是否处于平衡状态象是否处于平衡状态 结论结论作用在同一物体上的两个力作用在同一物体上的两个力，如果大小，如果大小_、方向方向_，并且作用在并且作用在_上上，这这两个力就彼此平衡两个力就彼此平衡相等相等相反相反同一条直线同一条直线研究对象研究对象木块木块小车小车轻质卡片轻质卡片实验要素分类练实验要素分类练【进行实验】例例 如图甲所示是小明利用小卡片如图甲所示是小明利用小卡片(重力可忽略不计重力可忽略不计)探究二力平衡条件探究二力平衡条件时的实验情景。时的实验情景。(1)小
10、明将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两小明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端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向_(选填选填“相同相同”或或“相反相反”)，并通过调整，并通过调整_改变拉力的大小。所用滑轮的作用是改变拉力的大小。所用滑轮的作用是_；(2)实验时，在左边和右边同时挂上等重的钩码，这时小卡片保持静止，实验时，在左边和右边同时挂上等重的钩码，这时小卡片保持静止，说明二力平衡的一个条件是说明二力平衡的一个条件是_；小卡片静止时，在；小卡片静止时，在图甲中画出小卡片的受力示意图；图甲中画出小卡片的受
11、力示意图；相反相反钩码数量钩码数量改变力的方向改变力的方向两个力的大小相等两个力的大小相等F1F2(3)当小卡片平衡时，小明将小卡片转过一个角度，松手后小卡片当小卡片平衡时，小明将小卡片转过一个角度，松手后小卡片_(选选填填“能能”或或“不能不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究_；(4)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，小明下一步的操作是：下，小明下一步的操作是：_；(5)通过实验，得出二力平衡的完整条件是通过实验，得出二力平衡的完整条件是_；不能不能不在同一直
12、线不在同一直线把小卡片剪成两半把小卡片剪成两半作用在作用在上的两个力能否平衡上的两个力能否平衡同一同一物体上、大小相等、物体上、大小相等、方向相反方向相反，并且在同一并且在同一 直线上直线上(6)同组的小东同学探究二力平衡条件时，将木块放在水平桌面上，设计同组的小东同学探究二力平衡条件时，将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，同学们认为小明的实验优于小东的实验，其主要了如图乙所示的实验，同学们认为小明的实验优于小东的实验，其主要原因是原因是_；减小了摩擦力对实验结果的影响减小了摩擦力对实验结果的影响(7)小明同学在探究二力平衡条件实验时，实验装置如图丙所示，先用直小明同学在探究二力平衡
13、条件实验时，实验装置如图丙所示，先用直径略小于滑轮孔径的铁钉把三个滑轮径略小于滑轮孔径的铁钉把三个滑轮A、B、C分别钉在木板上，木板竖分别钉在木板上，木板竖直挂起待用；再用大号缝衣针把细线沿小卡片的中心轴线穿过，并在紧直挂起待用；再用大号缝衣针把细线沿小卡片的中心轴线穿过，并在紧靠小卡片的两侧各打一线结，使小卡片与细线固定在一起，且小卡片不靠小卡片的两侧各打一线结，使小卡片与细线固定在一起，且小卡片不与木板接触；若小卡片的重力可忽略不计，试判断图丙中的小卡片是否与木板接触；若小卡片的重力可忽略不计，试判断图丙中的小卡片是否能保持平衡？能保持平衡？_；若要探究小卡片是否能在竖；若要探究小卡片是否
14、能在竖直方向上保持平衡，接下来的操作是直方向上保持平衡，接下来的操作是_。能能将滑轮将滑轮A处处的的细线跟钩码轻轻拿细线跟钩码轻轻拿下，观察滑轮下，观察滑轮C两端钩码能否两端钩码能否平衡平衡北京北京近近年真题及拓展年真题及拓展命题点命题点 1平衡力和相互作用力平衡力和相互作用力基础小练基础小练1.(2023西城区一模西城区一模)下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.向上抛出的篮球，一定不受力的作用向上抛出的篮球，一定不受力的作用B.直线滚动的足球，一定受平衡力的作用直线滚动的足球，一定受平衡力的作用C.加速下落的排球，一定受非平衡力的作用加速下落的排球，一定受非平衡力的作用D.发生形变的
15、气球，一定受非平衡力的作用发生形变的气球，一定受非平衡力的作用C2.(2021延庆区一模延庆区一模)在在2020年，举重锦标赛中，我国选手李发彬以年，举重锦标赛中，我国选手李发彬以175 kg的成绩打破全国纪录和世界纪录。如图所示是李发彬举着杠铃稳定站立的成绩打破全国纪录和世界纪录。如图所示是李发彬举着杠铃稳定站立时的照片，下列说法中正确的是时的照片，下列说法中正确的是()A.杠铃对人的压力和人对杠铃的支持力是一对平衡力杠铃对人的压力和人对杠铃的支持力是一对平衡力B.杠铃受到的重力和人对杠铃的支持力是一对平衡力杠铃受到的重力和人对杠铃的支持力是一对平衡力C.人受到的重力和地面对人的支持力是一对
16、平衡力人受到的重力和地面对人的支持力是一对平衡力D.人受到的重力和人对地面的压力是一对相互作用力人受到的重力和人对地面的压力是一对相互作用力 B3.(多选多选)下列说法正确的是下列说法正确的是()A.如果苹果在下落的过程中，速度越来越大，则苹果受力是不平衡的如果苹果在下落的过程中，速度越来越大，则苹果受力是不平衡的B.将水桶从地面上提起来，手对水桶的作用力大于水桶对手的作用力将水桶从地面上提起来，手对水桶的作用力大于水桶对手的作用力C.木箱静止在地面上，木箱对地面的压力与木箱所受的重力大小相等木箱静止在地面上，木箱对地面的压力与木箱所受的重力大小相等D.沙狐球离开手后，在水平台面上滑行越来越慢
17、，是由于沙狐球受到阻沙狐球离开手后，在水平台面上滑行越来越慢，是由于沙狐球受到阻力作用力作用AD4.(多选多选)下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.手提水桶时手上出现压痕，是由于水桶所受的重力作用在手上手提水桶时手上出现压痕，是由于水桶所受的重力作用在手上B.用用3 N的力拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动，木块受到的摩擦力的力拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动，木块受到的摩擦力一定等于一定等于3 NC.用大小不变的力用大小不变的力F竖直拉起静止在水平桌面上质量为竖直拉起静止在水平桌面上质量为m的钩码，的钩码，F一定一定大于大于mgD.跳水运动员起跳时，跳板向下弯，人对跳板的作用力与跳
18、板对人的作跳水运动员起跳时，跳板向下弯，人对跳板的作用力与跳板对人的作用力大小相等用力大小相等 CD命题点命题点 2 受力分析受力分析基础小练基础小练5.如图所示，磁性黑板擦吸附在竖直黑板上，画出黑板擦在竖直方向受如图所示，磁性黑板擦吸附在竖直黑板上，画出黑板擦在竖直方向受到的力。到的力。Gf6.如图所示，北京冬奥会吉祥物静止在水平地面上，请作出吉祥物所受如图所示，北京冬奥会吉祥物静止在水平地面上，请作出吉祥物所受力的示意图。力的示意图。(O为重心为重心)GF支支7.如图所示，自动扶梯沿图示方向匀速向上运动，人与扶梯保持相对静如图所示，自动扶梯沿图示方向匀速向上运动，人与扶梯保持相对静止，请作
19、出人所受力的示意图。止，请作出人所受力的示意图。GF支支8.中国科技馆有一个由小车和螺旋桨组成的装置，如图所示。小车在磁中国科技馆有一个由小车和螺旋桨组成的装置，如图所示。小车在磁体间的相互作用下悬浮于水平平直轨道上。按下控制开关，小车左端的体间的相互作用下悬浮于水平平直轨道上。按下控制开关，小车左端的螺旋桨开始转动，小车由静止开始沿轨道向右运动，速度逐渐增大；一螺旋桨开始转动，小车由静止开始沿轨道向右运动，速度逐渐增大；一段时间后，小车右端的螺旋桨也开始转动，最终在两个螺旋桨转速的自段时间后，小车右端的螺旋桨也开始转动，最终在两个螺旋桨转速的自动调节下，小车可以停在轨道上。动调节下，小车可以
20、停在轨道上。下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.小车静止悬浮在轨道上时，只受到重力作用小车静止悬浮在轨道上时，只受到重力作用B.小车静止悬浮在轨道上时，受到竖直向上的磁力小车静止悬浮在轨道上时，受到竖直向上的磁力C.小车向右运动的过程中，所受合力一定为零小车向右运动的过程中，所受合力一定为零D.小车速度增大的过程中，小车的机械能不变小车速度增大的过程中，小车的机械能不变B9.在中国科技馆在中国科技馆“探索与发现探索与发现A厅厅”，有一个有趣的磁悬浮灯泡，其示意图，有一个有趣的磁悬浮灯泡，其示意图如图所示，在磁悬浮灯泡的内部装有一块永磁体，在灯泡上方的展柜中如图所示，在磁悬浮灯泡的内部装
21、有一块永磁体，在灯泡上方的展柜中安装有永磁体和一个励磁线圈，给励磁线圈通电，在控制电路的调节下，安装有永磁体和一个励磁线圈，给励磁线圈通电，在控制电路的调节下，永磁体和励磁线圈所产生的磁场能使灯泡静止悬浮在空中。关于灯泡受永磁体和励磁线圈所产生的磁场能使灯泡静止悬浮在空中。关于灯泡受力情况，下列说法中正确的是力情况，下列说法中正确的是()A.灯泡受到的磁力方向竖直向下灯泡受到的磁力方向竖直向下B.灯泡受到的磁力方向竖直向上灯泡受到的磁力方向竖直向上C.灯泡受到的磁力小于灯泡受到的重力灯泡受到的磁力小于灯泡受到的重力D.灯泡受到的磁力大于灯泡受到的重力灯泡受到的磁力大于灯泡受到的重力 B命题点命
22、题点 3 同一直线上二力合成同一直线上二力合成(10年年4考考)基础小练基础小练10.(2021朝阳区一模改编朝阳区一模改编)如图所示，水平桌面足够长，不计托盘和绳的如图所示，水平桌面足够长，不计托盘和绳的质量以及滑轮与轴的摩擦，物体质量以及滑轮与轴的摩擦，物体A重重10 N，托盘中物体，托盘中物体B重重3 N，物体，物体A刚刚好向右做匀速直线运动；然后用水平向左的力好向右做匀速直线运动；然后用水平向左的力F拉物体拉物体A使其向左沿直线使其向左沿直线运动。下列说法中正确的是运动。下列说法中正确的是()A.物体物体A向右匀速运动时，向右匀速运动时，A受到的合力等于物体受到的合力等于物体B的重力的
23、重力B.物体物体A向左匀速运动时，它受到的拉力向左匀速运动时，它受到的拉力F等于等于6 NC.物体物体A向左减速运动时，它受到的滑动摩擦力大于向左减速运动时，它受到的滑动摩擦力大于3 ND.物体物体A向左加速运动时，向左加速运动时，A对对B的拉力大于的拉力大于B对对A的拉力的拉力B11.实验桌上有符合实验要求的橡皮筋一根、弹簧测力计实验桌上有符合实验要求的橡皮筋一根、弹簧测力计(量程量程05 N)一一个、钩码个、钩码(每个钩码的质量为每个钩码的质量为50 g)一盒、带横杆的铁架台一个、刻度尺一一盒、带横杆的铁架台一个、刻度尺一把、细线若干。请你选用上述实验器材设计一个实验证明：如果同一直把、细
24、线若干。请你选用上述实验器材设计一个实验证明：如果同一直线上的两个力线上的两个力F1与与F2的方向相反，且的方向相反，且F1大于大于F2，则，则F1与与F2的合力的合力FF1F2。请你写出实验步骤。请你写出实验步骤(可画示意图辅助说明可画示意图辅助说明)，画出实验数据记录表格。，画出实验数据记录表格。答案示例答案示例(1)用已调零的弹簧测力计测量一个小钩码的重力，用用已调零的弹簧测力计测量一个小钩码的重力，用F2表示，再用细绳表示，再用细绳做成绳套将橡皮筋固定在铁架台上，在橡皮筋的另一头挂上一个小钩码，做成绳套将橡皮筋固定在铁架台上，在橡皮筋的另一头挂上一个小钩码，用弹簧测力计竖直向上拉伸橡皮
25、筋端点用弹簧测力计竖直向上拉伸橡皮筋端点(挂钩码处挂钩码处)使其伸长到一定长度，使其伸长到一定长度，待弹簧测力计示数稳定时，用刻度尺测出此时橡皮筋的长度为待弹簧测力计示数稳定时，用刻度尺测出此时橡皮筋的长度为l，读出弹，读出弹簧测力计的示数为簧测力计的示数为F1，将小钩码的重力，将小钩码的重力F2、橡皮筋的长度、橡皮筋的长度l、弹簧测力计、弹簧测力计的示数的示数F1记入表格中。记入表格中。(2)取下钩码，用弹簧测力计取下钩码，用弹簧测力计_拉伸橡皮筋，使其长度依旧为拉伸橡皮筋，使其长度依旧为l，待示数稳定时，记下弹簧测力计示数为待示数稳定时，记下弹簧测力计示数为F，将其记入表格中。，将其记入表格中。竖直向上竖直向上(3)_。实验数据记录表格：实验数据记录表格：在橡皮筋的端点处依旧挂这个小钩码，按照步骤在橡皮筋的端点处依旧挂这个小钩码，按照步骤(1)(2)再重复实验再重复实验5次，次，分别记录分别记录5次次F2、l、F1、F的值并记入表格中的值并记入表格中数据数据实验次数实验次数 123456F2/N l/cm F1/N F/N
