2024年中考物理必考实验专项复习：探究二力平衡条件的实验（含解析）

试验七、探究二力平衡条件的试验

【试验目的】：

探究当物体只受两个力作用而处于平衡状态时，这两个力必需满意的条件。

【试验器材】：

弹簧测力计、一张硬纸板、细绳、剪刀等。

（a）旋转<b）静止

【试验步骤】：

探究当物体处于静止时，两个力的关系；探究当物体处于匀速直线运动状态时，两个力的关系

①如图a所示，作用在同一物体上的两个力，在大小相等、方向相反的状况下，它们还必需在同始终线，

这二力才能平衡。

②如图b、c所示，两个力在大小相等、方向相反且在同始终线上的状况下，它们还必需在同一物体上,

这二力才能平衡。

【试验结论】：

二力平衡的条件：

1.大小相等（等大）2.方向相反（反向）

3.同始终线（共线）4.同一物体（同体）

1、在探究究二力平衡问题时，什么因素影响试验结果？答：摩擦力。

2、如何减小如图乙所示的不足之处：可以将物块改为小车或者运用更光滑的桌面。

3、你认为右图哪个试验更合理？答：甲，应为乙物体受到的摩擦力大，对试验效果影响大。

co

甲乙

4、如何推断物体是否处于平衡状态？答：当物体保持静止或匀速直线运动状态时，都可以判定物体处于平

衡状态.

5、试验中如何变更拉力的大小？答：通过变更祛码的个数，来变更对小车的拉力大小.

6、定滑轮有什么作用：答：变更拉力的方向。

7、如何探究两个力作用在同一物体上？答：将纸板从中间剪开，视察纸板是否还处于平衡状态。

8、如何探究两个力在同始终线上：答：把纸板转动一个角度，然后松手，视察小车的运动状态.

9、试验结论：二力平衡条件：同体、等大、反向、共线。

10、试验方法：限制变量法。

11、选择静止状态的缘由：匀速运动状态不好限制。

12、进行多次试验的目的：得出普遍规律，避开偶然性。

【创新母题】：如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的试验情景：

(1)小华将系在小卡片(重力可忽视不计)两对角上的细线分别跨过左右支架上的滑轮，并在细线的两端挂上

钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向，并通过调整________来变更拉力的大小。

⑵当小卡片时，说明小卡片处于平衡状态；卡片平衡后，小华将小卡片转过一个角度，松手后小卡片

(填“能”或“不能”)平衡，设计此试验步骤的目的是为了探究

⑶为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示状况下，小华下一步的操作是:

(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试验，同学们都认为小华的试验

优于小明的试验，其主要缘由是。

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A.减小摩擦力对试验结果的影响B.小卡片是比较简单获得的材料

C.简单让小卡片在水平方向上保持平衡D.小卡片简单扭转

⑸为了减小（4）中小明的问题，可以实行的措施是：。（举一个例子即可）

⑹利用图丙装置（选填“能”或“不能”）探究二力平衡的条件。

⑺如图丙试验时，假如将右侧两个祛码取下，替换为弹簧测力计，使其竖直向下拉。发觉弹簧测力计的示

数和左侧两个钩码的重力不相等，其可能的缘由是。

（8）试验完成后，请你帮小华总结一下二力平衡的条件：。

【答案】：

⑴相反；钩码个数；（2）静止；不能；不在同始终线上的二力能否平衡；

（3）把小卡片剪为两半；（4）A；（5）将小木块改为小车或者选择相对光滑的桌面；（6）能；

⑺弹簧自身重力的影响；（8）当同一物体受到等大、反向、在同一条直线上的两个力时，该物体就处于二

力平衡状态。

【解析】：

⑴钩码因为重力的作用，会对小卡片施加一个拉力的作用,左端的钩码对小卡片施加一个向左的拉力,右端

的钩码对小卡片施加了一个向右的拉力，拉力的大小等于钩码的重力；

（2）当物体处于静止或者匀速直线运动状态时，称之为平衡状态；小卡片转过一个角度，小卡片上受到的两

个拉力就不在一条直线上，是验证不在同始终线上两个力是否平衡；

（3）探究二力平衡时,验证两个力须要作用在同一个物体上,可以把小卡片分成两半变成两个物体；

⑷小明将木块放在水平桌面上,木块在水平桌面上静止或运动都可能受到摩擦力的作用，就会影响试验效

果；

⑸为了减小木块与桌面之间的摩擦，可以用滚动摩擦代替滑动摩擦，或者减小接触面的粗糙程度。

（6）只要能到达平衡力的四个条件,就可以探讨。

⑺由于弹簧测力计正常运用时是竖直向上拉，当竖直向下拉时，由于弹簧测力计自身的重力，会使得测量

的数据小于真实的数据。

⑻当同一物体受到等大、反向、在同一条直线上的两个力时，该物体就处于二力平衡状态。

练习1：（2024•铜仁）小明在探究“二力平衡”条件的试验中，设计了如图所示的两种试验方案。

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甲乙

(1)通过试验比较，小明发觉采纳方案乙，试验效果更好，缘由是。

(2)该试验装置中，木板两端的定滑轮的作用是。

(3)保持两盘中祛码质量相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度，放手后视察到小车转动，最终复原到静

止状态。这个试验现象说明:作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反，并且，这两个力才能彼此

平衡。

(4)小明在探究完“二力平衡”条件的试验后，又利用该装置进行探究，剪断小车左边的细线后，小车由静

止向右运动，此现象说明力可以变更物体的。

【答案】：

(1)滚动摩擦力小于滑动摩擦力，减小了摩擦力对试验的影响；

(2)能变更作用力的方向；(3)作用在同一条直线上；(4)运动状态。

【解析】：

(1)通过试验比较，小明发觉采纳方案乙，试验效果更好，缘由是滚动摩擦力小于滑动摩擦力，减小了摩擦

力对试验的影响；

(2)该试验装置中，木板两端的定滑轮的作用是能变更作用力的方向；

(3)保持两盘祛码质量相等(即让两边的拉力相等)，把木块扭转一个角度,使拉力网和凡不再同一条直线上,

视察到木块发生转动，当木块重新复原到原来的静止状态时,拉力网和风作用在同一条直线上；这个试验

现象说明：作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反，并且作用在同一条直线上，这两个力才能

彼此平衡。

(4)小明在探究完“二力平衡”条件的试验后，又利用该装置进行探究，剪断小车左边的细线后，小车由静

止向右运动，小车受力不再平衡，此现象说明力可以变更物体的运动状态。

练习2：(2024•内江)如图所示，是探究“二力平衡条件”的试验装置图。

4

(1)试验时运用小车而不运用木块，是因为小车与桌面间的—更小，从而减小对试验结果的影响。

(2)在试验起先时，由于马虎只在左盘中放入祛码，小车马上向左运动，在运动过程中，左盘中祛码的重

力势能将—，动能将—o(选填“变大”、“变小”或“不变”)

(3)当两个盘中分别放上两个相同的祛码后，小车静止在桌面上，这说明二力平衡时，两个力的大小-0

【答案】：

(1)摩擦力；(2)变小；变大；(3)相等。

【解析】：

(1)试验时运用小车而不运用木块，是因为小车与桌面间的摩擦力更小，从而减小对试验结果的影响；

(2)在试验起先时，由于马虎只在左盘中放入祛码，小车马上向左运动，则在运动过程中，左盘中的祛码

高度下降，速度增加，重力势能转化为动能，则祛码的重力势能将变小，动能将变大；

(3)当两个盘中分别放上两个相同的祛码，即两细线对小车的拉力相等，小车静止在桌面上，这说明二力

平衡时，两个力的大小相等。

假如物体只受到两个力的作用，且处于静止或匀速直线运动状态，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试验装置来探究二力平衡的条件？

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(1)小华认为，若采纳小明的方案，必需测出物体所受的—和—的大小来进行比较。探讨发觉，在小明的

方案中，只能依据相互作用的关系干脆测出—一的大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一个力无法干脆

测量，所以这一方案无法实施下去。

(2)为此,两位同学不断改进并先后设计了三个试验方案,如图乙所示,请你推断出她们改进的先后依次：

—(用字母表示)，这样的改进是为了减小—对试验的影响。

(3)图丙所示是最终确认的试验方案。此方案中，由于—，故卡片的重力可忽视不计。

【答案】：

⑴重力；拉力；拉力；(2)GA.B；摩擦力；(3)卡片的重力远小于钩码的重力。

【解析】：

(1)小华认为，若采纳小明的方案，必需测出物体所受的拉力和重力的大小来进行比较；探讨发觉，在小明

的方案中，只能依据相互作用的关系干脆测出拉力的大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一个力无法

干脆测量，所以这一方案无法实施下去；

(2)，图为滑动摩擦，力图为滚动摩擦，6图只有滑轮间的摩擦，为了减小摩擦力对试验的影响，他们改进的

先后依次：C.A.B-,这样的改进是为了减小摩擦对试验的影响；

(3)如图丙，是最终确认的试验方案。此方案中，由于卡片的重力远小于钩码的重力，卡片的重力可忽视不

计。

练习4：在探究“二力平衡的条件”的试验中，小明采纳的试验装置如图所示。

⑴试验时，小明向左盘和右盘同时加入一个质量相等的祛码时,木块两边所受的拉力(填“相等”或“不相

等”)，木块处于静止状态。小明再把右盘中的祛码换成一个质量较大的祛码时，发觉木块仍旧处于静止状态,

出现这种现象的缘由是，于是他把木块换成小车，并选择较(填“光滑”或“粗糙”)的试验桌面，接着完成

试验。

(2)在左右两盘放入质量相等的祛码，再将小车水平，松手后，视察小车运动状态，这样做的目的是为了探

究不在的两个力是否能平衡。

(3)小明用轻质硬纸片代替图中的木块，两端的小盘中加质量相等的祛码时，硬纸片保持静止，用剪刀将硬

纸片从中间剪开，发觉分开后的硬纸片向相反方向运动，由此可以得到二力平衡的又一个条件：。

【答案】：

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（1）相等；桌面与木块有摩擦力；光滑；（2）扭转一个角度；同始终线；（3）两个力必需作用在同一物体上。

【解析】：

（1）由于左盘和右盘中祛码的质量相等，故木块两边所受的拉力相等；小明再把右盘中的祛码换成一个较重

的祛码时，发觉木块仍旧处于静止状态，所以木块还受平衡力的作用；此时木块有向右运动的趋势，桌面

对木块有向左的摩擦力，向左的拉力、向左的摩擦力与向右的拉力这三个力平衡；为减小摩擦力对试验的

影响，当把木块换成小车，应选择较光滑的试验桌面，接着完成试验。

（2）用手将小车扭转一个角度，两个力不在同始终线上，已知两个力的大小相等，方向相反，所以可以探究

二力平衡时，两个力必需满意在同始终线上的条件。

（3）当小卡片平衡时，用剪刀从中间剪断小卡片，由于二力不在同一物体上，所以两侧祛码落下，说明二力

平衡的又一个条件是：两个力必需作用在同一物体上。

练习5：（2024哈尔滨）试验小组要探究二力平衡条件.试验中每个钩码重力相同，摩擦力忽视不计.

（1）如图甲装置，当左右两端同时各挂两个钩码时，小车静止，此时£、“的方向，