备考2023年上海市中考物理复习知识点总结与经典例题讲解第3章 运动和力 第5节 二力平衡

第五节二力平衡
考纲解读
【知识点1】力的平衡
【考纲要求】
知识点学习水平说明
二力平衡的条件 C 掌握二力平衡的条件
学生实验：探究二力平衡的条件 B 掌握二力平衡的条件
【解读】
1.掌握二力平衡的的条件；
2.知道二力平衡的概念；
3.认识研究二力平衡的方法；
4.运用二力平衡的的条件来解决一些简单的物理问题。

【知识点2】摩擦力
【考纲要求】
知识点学习水平说明
摩擦力 A 知道静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力【解读】
1.知道摩擦力；
2.知道滑动摩擦力，能根据二力平衡的知识，进行滑动摩擦力大小和方向的判断；
3.知道在其他条件相同的情况下，为使物体运动，克服滚动摩擦力比克服滑动摩擦力要容易；
4.知道增大减小摩擦的方法；
5.知道摩擦在生产生活的意义；
6.通过对摩擦力的利弊分析，感悟到任何事物都有两面性。

知识梳理
一、二力平衡：物体在两个力作用下保持静止或匀速直线运动状态，这两个力简称“平衡力”，必须满足条件：同体、等值、反向、共线。

二、学生实验“探究二力平衡的条件”
（一）实验目的：探究当物体只受两个力作用而处于平衡状态时，这两个力必须满足的条件。

（二）实验步骤：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。

三、摩擦力
（一）决定滑动摩擦力大小的因素：1.两物体间的压力；2.接触面的粗糙程度；3.接触面材料的性质。

（二）静摩擦力：方向与相对运动的趋势方向相反。

（三）在相同压力的情况下，滚动摩擦要比滑动摩擦小得多。

四、实验：研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关 （一）实验原理：物体作匀速直线运动，受力平衡。

（二）注意事项：拉弹簧测力计必须沿水平方向且匀速地拉，使木块做匀速直线运动。

（三）实验结论：滑动摩擦力的大小跟压力的大小和接触面的粗糙程度有关：压力越大，滑动摩擦力越大；接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

（四）实验方法：控制变量法。

1.易混淆点：对于相互作用力与平衡力的大小、方向、是否共线、是否同体易混淆。

(1)相同点：①作用力大小相等；②作用力方向相反；③作用力在同一直线上。

(2)不同点：二力平衡的作用点在同一物体上；相互作用力的作用点分别在相互作用的两个物体上。

2.难点：力与运动的关系：
(1)受平衡力的作用，物体的运动状态保持不变。

即⎩
⎪⎨⎪⎧保持静止
做匀速直线运动
(2)受力不平衡，物体的运动状态将改变。

五、常见题型
题型一：摩擦力的方向、种类的判断
经典例题
例1.（★）如图所示，是某运动员起跑时的情形。

若鞋底与地面没有打滑，地面对鞋底的摩擦力方向是向________(前/后)；仔细观察发现鞋底的表面制成凹凸不平的花纹，这是采用________的方法来增大摩擦的。

人走路时，鞋底与地面之间是________(静/滑动)摩擦。

【考点】摩擦力的方向、种类的判断
【解析】鞋给地面的力是向后的，根据力的作用是相互的，则地面对鞋底的摩擦力方向是向前的；人们采用增大接触面粗糙程度的方向增大摩擦力；人走路时，鞋底与地面只有相对运动趋势，是静摩擦。

【答案】前；增大接触面粗糙程度；静
【教学建议】人走路靠的是向前的静摩擦力，为防滑，人们的鞋底经常制成凹凸不平的花纹是为了增大接触面粗糙程度以增大摩擦。

题型二：增大减少摩擦的方法
例2.（★）自行车是生活中最常见的交通工具，以下认识中错误的是（） A．脚踏上印制花纹是为了增大摩擦 B．车轮做成圆形是为了减小摩擦 C．车把手紧套在钢管上是为了减小摩擦 D．用力捏刹车把是为了增大摩擦
【考点】增大减少摩擦的方法
【解析】车把手紧套在钢管上是为了增大摩擦力，防止滑脱下来，C错。

【答案】C
【教学建议】熟记增大减少摩擦的方法。

题型三：探究二力平衡条件实验
例 3.（★）在“探究二力平衡的条件”实验中：图可验证所探究的两个力必须作用于_________；这个实验的难点在于当物体处于_________状态下（选填“静止”或“匀速直线运动”），探究二力平衡条件。

由静止到运动
【考点】探究二力平衡条件实验
【解答】用剪刀把薄板剪断就是使两个力不能作用在同一物体上，所以薄板就不能保持平衡了。

静止时进行本实验比匀速直线运动时更容易些，因为物体更容易控制。

【答案】同一物体；匀速直线运动
【教学建议】学生一般只记结论，但是对于实验中的一些现象或者注意事项却是不清楚。

第二空是本题的难点，建议老师跟学生讲讲本实验的操作。

题型四：二力平衡的条件
例4.（★★）中央电视台体育频道的象棋评论员讲评棋局时，棋子静止在竖直放置的磁性棋盘上。

棋盘上每一枚棋子受到______对平衡力的作用，其中重力与__________力是一对平衡力。

【考点】二力平衡的条件
【解析】此题考查了力学中二力平衡的条件，初步涉及物体运动状态与力的关系，当物体受到二力作用而处于静止状态或匀速直线运动状态，则这二力为平衡力，二力平衡的条件是：同体、等值、反向、共线。

但在实际问题中，还要在对物体受力分析的基础上找出哪些实际的力为平衡力。

如图所示，题中竖直的棋子受四个力：重力、静摩擦力、磁力、支持力，从方向上看重力和静摩擦力平衡，磁力和支持力平衡。

【答案】2；静摩擦
【教学建议】学会对物体受力分析，最好画出力的示意图，找平衡力就一目了然了。

【考点】二力平衡的条件
【解析】物体的平衡状态指的是物体处于静止或匀速直线运动状态，所以A选项是不正确的。

而当物体受到两个力而平衡时，这两个力的大小一定相等，方向相反，并且作用在同一直线上，所以B、C选项是不正确的。

D强调的是运动的物体，受到平衡力当然保持匀速直线运动状态。

【答案】D
【教学建议】要关注平衡力的四大条件：同体、等值、反向和共线，尤其是同体，是区别平衡力和作用力与反作用力的重要条件。