2021年《二力平衡与相互作用力》考点+训练

《二力平衡与相互作用力》考点+训练

二力平衡与相互作用是力学中重要的概念，也是各省市中考中常见的考点。同学们在学习过程常常把二者混淆，不能正确判断是不是平衡力、是不是相互作用力，以致在考试中丢分。本专题从力平衡、相互作用力的概念、特点入手，帮助同学们分析，提高成绩。

1、平衡力和相互作用力含义：

（1）平衡力：

①物体处于静止状态或匀速直线运动状态，我们说物体处于平衡状态。即平衡状态是指静止状态或匀速直线运动状态。

②平衡力：一个物体在几个力的作用下处于静止状态或匀速直线运动状态，我们说这几个力平衡，或者说这几个力是一组平衡力。二力平衡情况最简单。

③二力平衡：一个物体在两个力的作用下保持静止状态或匀速直线运动状态，我们说这两个力平衡，即二力平衡。

（2）相互作用力：

由于力的作用是相互的，一个物体对另一个物体施加力的同时，另一个物体反过来也会对这个物体施加一个力的作用。我们说这两个力叫相互作用力。相互作用力可以表示为：

2、二力平衡和相互作用力的特点：

（1）二力平衡的特点：同时作用在一个物体上的两个力，大小相等，方向相反，并且作用在一条直线上。两个力是平衡需满足四个条件：大小相等，方向相反，作用在一个物体上，作用在一条直线上，四个条件缺一不可。

（2）互作用力的特点：大小相等，方向相反，作用在两个物体上，作用在一条直线上。

3、区分与判断：

（1）平衡力和相互作用力的区分：

区分是平衡力还是相互作用力可以从上表中的不同点入手，尤其是看两个力是作用在一个物体上还是作用在两个物体。

（2）判断是不是平衡力：

①从二力平衡的四个条件入手，四个条件中，有一个不满足也不是平衡力。

②根据物体状态来判断：如果物体在两个力的作用下处于静止状态或匀速直线运动状态，这两个力平衡，否则不是二力平衡。

（3）相互作用力在文字叙述上有个特点：“甲对乙和乙对甲”是相互作用力，词序颠倒。

4、实验：探究二力平衡的条件

（1）实验器材、实验装置图

实验A到B，再到C改进的过程是为了减小摩擦力对实验的影响。

（2）实验方法：控制变量法

①探究平衡的两个力是否在同一直线的方法：保持小车两端所受拉力大小相等，将物体扭转一定的角度，观察小车是否处于平衡状态；

②研究平衡的两个力是否大小相同的方法：保持两个力在同一直线上，但两边钩码的数目不同，观察小车是否处于平衡状态；

③研究平衡的两个力是否作用在同一个物体上的方法：保持两个力大小相等，且作用在同一直线上，让两个力同时作用在不同的物体上，观察小车是否处于平衡状态；

（3）交流反思

①实验中选择小车和光滑桌面的原因是：减小摩擦力实验带来的影响；

②实验中选择静止作为研究状态的原因是：匀速直线运动状态不好控制，不便于操作；

③让两个力作用在不同物体上的方法：使用两辆小车或用剪刀剪断卡片；

④作用两侧所拉力相差不大时，小车也能平衡的原因：桌面和小车之间有摩擦力；

⑤进行多次实验的目的是得出的普遍规律，避免偶然性。

（4）实验结论：二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力，大小相等_、方向相反，且作用在同一条直线上。

一、中考题型分析

二力平衡与相互作用是中考在高频考点，常常是结合一定的情景，考查相互作用力和平衡力的辨别，或者是判断两个力是不是平衡力。题型多以选择、填空、作图为主，分值在2—3分。

二、典例精析

★考点一：平衡力和相互作用力的区分与判断

◆典例一：（2019·兰州）对于静止在水平轨道上的“复兴号”列车，下列分析中正确的是(    )

A．列车所受重力和列车对铁轨的压力是一对相互作用力

B．列车所受重力和铁轨对列车的支持力是一对相互作用力

C．列车所受重力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力

D．列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力

◆典例二：（2019·安徽）如图，A、B两物块叠放在水平桌面上保持静止。图中分别给出了A、B的受力示意图。下列说法正确的是（   ） 

A. F2与GA、F1两个力的合力是一对作用力与反作用力
B.F1与F3是一对作用力与反作用力
C.GA与F2是一对平衡力
D.F2与F1是一对平衡力

★考点二：实验：探究二力平衡的条件

◆典例：（2019·内江）如图所示，是探究“二力平衡条件”的实验装置图。

（1）实验时使用小车而不使用木块，是因为小车与桌面间的　   　更小，从而减小对实验结果的影响。

（2）在实验开始时，由于粗心只在左盘中放入砝码，小车立即向左运动，在运动过程中，左盘中砝码的重力势能将　   　，动能将　   　。（选填“变大”“变小”或“不变”）

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

1、(2019·齐齐哈尔)如图所示，小辉推着小车在平直道路上匀速前进，下列说法正确的是(    )

A．小车对地面的压力和地面对小车的支持力是一对平衡力

B．小辉受到的重力与地面对他的支持力是一对相互作用力

C．小车受到的重力与小车对地面的压力是一对相互作用力

D．小车受到水平方向的推力与小车受到的阻力是一对平衡力

2、(2019·江西)电灯通过电线挂在天花板上处于静止状态，灯对电线的拉力和电线对灯的拉力是一对           力，电线对灯的拉力和灯所受的重力是一对            力。

3、（2019·乐山）小红穿上旱冰鞋向右用力推墙，会被墙向左推开。下列说法中正确的是（　　）

A. 人先对墙施加了推力，然后墙再对人施加推力
B. 墙对人的推力大于人对墙的推力
C. 人对墙的推力与墙对人的推力是一对平衡力
D. 人对墙的推力与墙对人的推力是一对相互作用力

4、（2019·眉山）如图所示，木块竖立在小车上，随小车一起以相同的速度在水平地面上向右做匀速直线运动，不考虑空气阻力，下列说法中正确的是（　　）

A．如果小车突然停止运动，木块将向左倾倒

B．由于木块向右运动，木块受到向左的摩擦力

C．小车对木块的支持力与木块受到的重力是一对平衡力

D．木块对小车的压力与地面对小车的支持力是一对相互作用力

5、（2019·襄阳）木块在压力F的作用下静止在如图所示位置,则下列各组力属于平衡力的是(    )

A. 木块所受的压力和木块对墙壁的压力

B. 木块所受的重力和木块所受的摩擦力

C. 木块所受的支持力和木块所受的摩擦力

D. 木块对墙壁的压力和墙壁对木块的支持力

6、（2019·黄冈）中央电视台《是真的吗》某期节目中，有这样一个实验:将一根绳子穿过内壁和端口光滑的空心圆筒，绳子上端系一个金属球，下端与装有皮球的网袋连接。转动空心圆筒，使金属球转动(如图)。随着转速加大，网袋由静止开始向上运动。下列判断正确的是（   ）

A. 网袋静止时，它受到的总重力与它对绳子的拉力是一对平衡力

B. 金属球转动过程中，它受到的重力与绳子对它的拉力是一对平衡力

C. 金属球转动过程中，运动状态不变

D. 实验表明，改变物体的运动状态需要力

7、（2019·铜仁）小明在探究“二力平衡”条件的实验中，设计了如图所示的两种实验方案。
 

（1）通过实验比较，小明发现采用方案乙，实验效果更好，原因是                     。

（2）该实验装置中，木板两端的定滑轮的作用是                                  。

（3）保持两盘中砝码质量相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度，放手后观察到小车转动，最后恢复到静止状态。这个实验现象说明: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”条件的实验后，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，此现象说明力可以改变物体的                           。
8、（2019·梧州）某实验小组利用如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）如图甲所示，当左右两端同时各挂两个钩码时，小车静止，此时F1、F2的大小       ,方向           。
（3）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，这样做的目的是为了探究两个平衡的力是否作用在                                。（4）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                                         。 （5）小明同学完成课本的实验后,提出了一个问题后猜想: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，如图丙所示，剪断细线后小球下落，如图丁所示。由实验可知，小明的猜想是        (选填“正确”或“错误”)的。

二、典例精析

★考点一：平衡力和相互作用力的区分与判断

◆典例一：（2019·兰州）对于静止在水平轨道上的“复兴号”列车，下列分析中正确的是(    )

A．列车所受重力和列车对铁轨的压力是一对相互作用力

B．列车所受重力和铁轨对列车的支持力是一对相互作用力

C．列车所受重力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力

D．列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力

【答案】C。

【解析】列车的重力和列车对铁轨的压力方向都向下，所以A错误；列车所受重力方向竖直向下，作用在列车上，铁轨对列车的支持力方向竖直向上，作用在列车上，列车静止，所以二力大小相等，作用在一条直线上，满足二力平衡的四个条件，是一对相互作用力，B错误，C正确；列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力分别作用在轨道和列车上，大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在两个物体上，是是一对相互作用力，D错误。故选C。

【考点】平衡力和相互作用力。

◆典例二：（2019·安徽）如图，A、B两物块叠放在水平桌面上保持静止。图中分别给出了A、B的受力示意图。下列说法正确的是（   ） 

A. F2与GA、F1两个力的合力是一对作用力与反作用力
B.F1与F3是一对作用力与反作用力
C.GA与F2是一对平衡力
D.F2与F1是一对平衡力

【答案】B。

【解析】由图知，A物块受到向上的支持力F2、向下的重力GA、B对A向下的压力F1；B物块受到向上的支持力F3和向下的重力GB。以A为研究对象，A物块在水平桌面上保持静止，受力平衡：GA、F1两个力的合力方向向下，合力的大小GA+F1＝F2，则可知F2与GA、F1两个力的合力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，均作用在A物块上，所以是一对平衡力，不是一对相互作用力，A错误；B对A有向下的压力F1，因力的作用是相互的，则A对B有向上的支持力F3， 所以F1与F3是一对作用力与反作用力，B正确；A物块处于静止状态，由图示和力的平衡条件可得：F2＝GA+F1，则GA与F2的大小不等，所以GA与F2不是一对平衡力，C错误；A物块处于静止状态，由力的平衡条件可得：F2＝GA+F1，则F2与F1的大小不等，所以F2与F1不是一对平衡力，D错误。故选B。

【考点】平衡力和相互作用力。

★考点二：实验：探究二力平衡的条件

◆典例：（2019·内江）如图所示，是探究“二力平衡条件”的实验装置图。

（1）实验时使用小车而不使用木块，是因为小车与桌面间的　   　更小，从而减小对实验结果的影响。

（2）在实验开始时，由于粗心只在左盘中放入砝码，小车立即向左运动，在运动过程中，左盘中砝码的重力势能将　   　，动能将　   　。（选填“变大”“变小”或“不变”）

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

【答案】（1）摩擦力； （2）变小；变大；（3）相等。

【解析】（1）实验时使用小车而不使用木块，将滑动摩擦力变为滚动摩擦力，大大减小了摩擦，减小了摩擦对实验的影响；

（2）小车向左运动过程中，左盘中砝码的质量不变，高度减小，重力势能将变小，砝码的速度增大，动能将变大；

（3）当两个盘中分别放上两个相同的砝码后，由于砝码的重力相同，这两个力产生的拉力是一对平衡力，小车就能保持静止，说明彼此平衡的两个力大小相等。

【考点】探究二力平衡的条件实验。

1、(2019·齐齐哈尔)如图所示，小辉推着小车在平直道路上匀速前进，下列说法正确的是(    )

A．小车对地面的压力和地面对小车的支持力是一对平衡力

B．小辉受到的重力与地面对他的支持力是一对相互作用力

C．小车受到的重力与小车对地面的压力是一对相互作用力

D．小车受到水平方向的推力与小车受到的阻力是一对平衡力

【答案】D。

【解析】小车对地面的压力作用在地面上，地面对小车的支持力作用在小车时，不满足作用在一个物体上，不是一对平衡力，A错误；小辉受到的重力与地面对他的支持力大小相等、方向相反、都作用到小辉上，作用在一条直线上，满足二力平衡的四个条件，所以是一对平衡力，B错误；小车受到的重力作用在小辉上，小车对地面的压力作用在地面上，但方向都向下，不满足相互作用力的四个特点，所以不是一对相互作用力，C错误；小车受到水平方向的推力与小车受到的阻力方向相反，由于匀速前进，小车受力平衡，二力大小相等，所以二力是是一对平衡力，D正确。故选D。

【考点】平衡力和相互作用力。

2、(2019·江西)电灯通过电线挂在天花板上处于静止状态，灯对电线的拉力和电线对灯的拉力是一对           力，电线对灯的拉力和灯所受的重力是一对            力。

【答案】相互作用  平衡。

【解析】灯对电线的拉力作用在电线上，电线对灯的拉力作用在灯上，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对相互作用力；电线对灯的拉力和灯所受的重力，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，符合二力平衡的条件，是一对平衡力。

【考点】平衡力和相互作用力。

3、（2019·乐山）小红穿上旱冰鞋向右用力推墙，会被墙向左推开。下列说法中正确的是（　　）

A. 人先对墙施加了推力，然后墙再对人施加推力
B. 墙对人的推力大于人对墙的推力
C. 人对墙的推力与墙对人的推力是一对平衡力
D. 人对墙的推力与墙对人的推力是一对相互作用力

【答案】D。

【解析】物体间力的作用是相互的，人推墙时，人对墙施加了推力，墙对人也施加推力，这两个力是同时发生的，A错误；人对墙的推力与墙对人的推力是作用在不同物体上的两个力，属于相互作用力，二力的大小相等，方向相反，不属于平衡力，B、C错误，D正确。故选D。
【考点】平衡力和相互作用力。

4、（2019·眉山）如图所示，木块竖立在小车上，随小车一起以相同的速度在水平地面上向右做匀速直线运动，不考虑空气阻力，下列说法中正确的是（　　）

A．如果小车突然停止运动，木块将向左倾倒

B．由于木块向右运动，木块受到向左的摩擦力

C．小车对木块的支持力与木块受到的重力是一对平衡力

D．木块对小车的压力与地面对小车的支持力是一对相互作用力

【答案】C

【解析】如果小车突然停止运动，木块下部由于与受小车的摩擦力会迅速停下来，但上部由于惯性，会保持原来的运动状态，所以会向右倾倒，A错误；木块随小车一起向右做匀速运动的过程中，由于木块相对于小车没有相对运动也没有相对运动的趋势，所以在水平方向上不受摩擦力，B错误；小车对木块的支持力与木块受到的重力满足大小相等、方向相反、在同一个直线上、作用在同一物体上这四个条件，所以二力是一对平衡力，C正确；木块对小车的压力作用在小车上，地面对小车的支持力也作用在小车上，而相互作用力需作用在两个物体上，另外二力的大小也不相等，木块对小车的压力等于木块的重力，而地面对小车的支持力等于小车的重力和木块重力之和，故D错误。故选C。

【考点】平衡力和相互作用力。

5、（2019·襄阳）木块在压力F的作用下静止在如图所示位置,则下列各组力属于平衡力的是(    )

A. 木块所受的压力和木块对墙壁的压力

B. 木块所受的重力和木块所受的摩擦力

C. 木块所受的支持力和木块所受的摩擦力

D. 木块对墙壁的压力和墙壁对木块的支持力

【答案】B

【解析】木块所受的压力和木块对墙壁的压力的方向是相同的，不属于平衡力，A错误；木块处于静止，在竖直方向上受两个力，即墙对木块的摩擦力和重力，这两个力满足二力平衡的四个条件，是一对平衡力，B正确；木块所受的支持力和木块所受的摩擦力的方向是垂直的，不属于平衡力，C错误；木块对墙壁的压力和墙壁对木块的支持力没有作用在同一个物体上，不是平衡力，而是一对相互作用力，D错误。故选B。

【考点】平衡力和相互作用力。

6、（2019·黄冈）中央电视台《是真的吗》某期节目中，有这样一个实验:将一根绳子穿过内壁和端口光滑的空心圆筒，绳子上端系一个金属球，下端与装有皮球的网袋连接。转动空心圆筒，使金属球转动(如图)。随着转速加大，网袋由静止开始向上运动。下列判断正确的是（   ）

A. 网袋静止时，它受到的总重力与它对绳子的拉力是一对平衡力

B. 金属球转动过程中，它受到的重力与绳子对它的拉力是一对平衡力

C. 金属球转动过程中，运动状态不变

D. 实验表明，改变物体的运动状态需要力

【答案】D

【解析】网袋静止时，它受到的总重力与它对绳子的拉力是作用在不同物体上的两个力，不是一对平衡力，A错误；金属球转动过程中，它受到的重力与绳子对它的拉力大小不相等，且不在同一条直线上，不是一对平衡力，所以金属球的运动状态改变（方向不断变化），B、C错误；金属球转动过程中，网袋受到向上的拉力，网袋由静止开始向上运动，说明改变物体的运动状态需要力，D正确。故选D。

【考点】平衡力和相互作用力。

7、（2019·铜仁）小明在探究“二力平衡”条件的实验中，设计了如图所示的两种实验方案。
 

（1）通过实验比较，小明发现采用方案乙，实验效果更好，原因是                     。

（2）该实验装置中，木板两端的定滑轮的作用是                                  。

（3）保持两盘中砝码质量相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度，放手后观察到小车转动，最后恢复到静止状态。这个实验现象说明: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”条件的实验后，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，此现象说明力可以改变物体的                           。
【答案】（1）滚动摩擦力小于滑动摩擦力，减小了摩擦力对实验的影响；（2）能改变作用力的方向；（3）作用在同一条直线上；（4）运动状态。

【解析】（1）通过实验比较，小明发现采用方案乙，实验效果更好，原因是滚动摩擦力小于滑动摩擦力，减小了摩擦力对实验的影响；
（2）该实验装置中，木板两端的定滑轮的作用是能改变作用力的方向；
（3）保持两盘砝码质量相等（即让两边的拉力相等），把木块扭转一个角度，使拉力F1和F2不再同一条直线上，观察到木块发生转动，当木块重新恢复到原来的静止状态时，拉力F1和F2作用在同一条直线上；这个实验现象说明：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”条件的实验后，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，此现象说明力可以改变物体的运动状态。
【考点】探究二力平衡的条件实验。

8、（2019·梧州）某实验小组利用如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）如图甲所示，当左右两端同时各挂两个钩码时，小车静止，此时F1、F2的大小       ,方向           。
（3）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，这样做的目的是为了探究两个平衡的力是否作用在                                。（4）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                                         。 （5）小明同学完成课本的实验后,提出了一个问题后猜想: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，如图丙所示，剪断细线后小球下落，如图丁所示。由实验可知，小明的猜想是        (选填“正确”或“错误”)的。

【答案】（1）光滑    （2）相等  相反    （3）同一直线上   （4）用剪刀从中间剪断硬纸片    （5）错误。

【解析】（1）为了减小桌面摩擦力的影响，所以实验时应选择较光滑的实验桌面；

（2）小车在水平方向上分别受到向左、向右的拉力F1、F2而静止，说明它在水平方向上受力的力是平衡力，所以F1和F2大小相等，方向相反。

（3）将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，F1和F2不作用在一条直线上，如果小车还静止，则说明两个力可以不在一条直线上，如果小车不能静止，则说明两个力必须作用在一条直线上。所以这样做的目的是为了探究两个平衡的力是否作用在同一直线上 。

（4）用轻质硬纸片代替小车做实验，为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上，最简单的方法就是将硬纸片用剪刀从中间剪断，这样硬纸片分为两个物体了，力作用到两个硬纸片上了。

（5）小球悬挂起来静止，小球受重力和绳子的拉力，大小相等，方向相反，二力平衡。当剪断细线后，小球受到的拉力消失，只受一个力，就是重力，但小球下落，运动状态改变，说明只受一个力作用的物体不能保持平衡状态，故小明的猜想是错误的。

【考点】探究二力平衡的条件实验。