初中物理二力平衡問題的求解方法

郭香梅

物體的二力平衡問題是初中的重難點，涉及力的定義、受力分析、力的矢量運算、求解方程等.下面對初中物理二力平衡問題的求解方法進行總結.

1.二力平衡的定義.研究對象受到兩個力的同時作用而處于平衡狀態時，則這兩個力大小一定相等，方向相反，且作用在同一直線上，其合力一定為零.那么，這兩個力叫作一對平衡力.

2.二力平衡的條件.（1）兩個力大小相等，方向相反.（2）二力作用在同一個物體上.（3）兩個力在同一條直線上.

題型1：一對平衡力與相互作用力的區分.

例1一個小球靜止在水平桌面上，下列說法正確的是（）.

A.小球的重力和桌面對小球的支持力是一對平衡力

B.小球的重力壓在桌面上

C.小球對桌面的壓力和桌面對小球的支持力是一對平衡力

D.小球的重力和小球對桌面的壓力是一對平衡力

解析：利用二力平衡的條件進行求解，根據二力平衡的定義進行逐項排除.小球的重力作用在小球本身上而不是作用在桌面上，所以B是錯的.小球對桌面的壓力作用在桌面上，平衡力是作用在同一個物體上的兩個力，可見C、D兩個選項同樣是錯的.小球的重力和桌面對物小球的支持力都作用在物體小球上，當小球靜止時，這兩個力大小相等、方向相反、并且在同一條直線上，所以A是正確的.答案為A.

例2如圖1，如果細繩A和彈簧秤B的重力不計，下列各對力中屬于平衡力的是（）.

A.B對C的拉力與C對B的拉力

B.B對A的拉力與A對B的拉

C.A對B的拉力與B對C的拉力

D.A對B的拉力與C對B的拉力

解析：B對C的拉力與C對B的拉力是一對相互作用力，A錯；B對A的拉力與A對B的拉力是一對相互作用力，B錯；A對B的拉力與B對C的拉力，受力物體不是同一個，C錯.答案為D.

題型2：已知研究對象處于二力平衡，判斷力的方向.

例3如圖2，A、B兩物體疊放在水平面上，水平力F作用在A上，使兩者一起向右做勻速直線運動.下列說法錯誤的是（）.

A.A、B間無摩擦力

B.A對B的靜摩擦力大小為F，方向向右

C.B對地面的動摩擦力的大小為F，方向向右

D.B受到了向右的靜摩擦力和向左的滑動摩擦力

解析：A做勻速運動，故A的合力為零.由于它受到一個向右的拉力，因此它一定還要受到一個向左的水平力與力F平衡，所以B對A一個水平向左的靜摩擦力為F平衡.由牛頓第三定律可知， A一定要對B施加一個向右的靜摩擦力；B做勻速直線運動，它在水平方向上一定要受到一個向左的力與A對B的靜摩擦力平衡；B是在水平面上運動，顯然地面對B有一個向左的滑動摩擦力，那么B對地面施加一個向右的滑動摩擦力.答案為A.

題型3：已知研究對象處于二力平衡，判斷力的大小.

例4如圖3，放置在水平地面上的三角形M上有一個質量為m的小木塊.若小木塊m在三角形M上勻速下滑，三角形M仍保持靜止，那么正確的說法是（）.

A.三角形M對地面的壓力大于（M+m）g

B.三角形M對地面的壓力等于（M+m）g

C.地面對三角形M沒有摩擦力

D.地面對三角形M有向左的摩擦力

解析：m勻速下滑，M仍保持靜止，采用整體法進行分析，則系統處于平衡狀態，即水平方向和豎直方向均受到平衡力，因此合外力為零，豎直方向整體的重力和地面對M的支持力二力平衡.根據二力平衡的條件及其定義N=（M+m）g，水平方向地面對M沒有力的作用，故f=0.答案為B、C.

總之，解決初中物理二力平衡問題必須有明確的解題思路，即二力平衡條件：大小相等，方向相反，作用在同一物體上.