初中物理二力平衡问题的求解方法

郭香梅

物体的二力平衡问题是初中的重难点，涉及力的定义、受力分析、力的矢量运算、求解方程等.下面对初中物理二力平衡问题的求解方法进行总结.

1.二力平衡的定义.研究对象受到两个力的同时作用而处于平衡状态时，则这两个力大小一定相等，方向相反，且作用在同一直线上，其合力一定为零.那么，这两个力叫作一对平衡力.

2.二力平衡的条件.（1）两个力大小相等，方向相反.（2）二力作用在同一个物体上.（3）两个力在同一条直线上.

题型1：一对平衡力与相互作用力的区分.

例1一个小球静止在水平桌面上，下列说法正确的是（）.

A.小球的重力和桌面对小球的支持力是一对平衡力

B.小球的重力压在桌面上

C.小球对桌面的压力和桌面对小球的支持力是一对平衡力

D.小球的重力和小球对桌面的压力是一对平衡力

解析：利用二力平衡的条件进行求解，根据二力平衡的定义进行逐项排除.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是错的.小球对桌面的压力作用在桌面上，平衡力是作用在同一个物体上的两个力，可见C、D两个选项同样是错的.小球的重力和桌面对物小球的支持力都作用在物体小球上，当小球静止时，这两个力大小相等、方向相反、并且在同一条直线上，所以A是正确的.答案为A.

例2如图1，如果细绳A和弹簧秤B的重力不计，下列各对力中属于平衡力的是（）.

A.B对C的拉力与C对B的拉力

B.B对A的拉力与A对B的拉

C.A对B的拉力与B对C的拉力

D.A对B的拉力与C对B的拉力

解析：B对C的拉力与C对B的拉力是一对相互作用力，A错；B对A的拉力与A对B的拉力是一对相互作用力，B错；A对B的拉力与B对C的拉力，受力物体不是同一个，C错.答案为D.

题型2：已知研究对象处于二力平衡，判断力的方向.

例3如图2，A、B两物体叠放在水平面上，水平力F作用在A上，使两者一起向右做匀速直线运动.下列说法错误的是（）.

A.A、B间无摩擦力

B.A对B的静摩擦力大小为F，方向向右

C.B对地面的动摩擦力的大小为F，方向向右

D.B受到了向右的静摩擦力和向左的滑动摩擦力

解析：A做匀速运动，故A的合力为零.由于它受到一个向右的拉力，因此它一定还要受到一个向左的水平力与力F平衡，所以B对A一个水平向左的静摩擦力为F平衡.由牛顿第三定律可知， A一定要对B施加一個向右的静摩擦力；B做匀速直线运动，它在水平方向上一定要受到一个向左的力与A对B的静摩擦力平衡；B是在水平面上运动，显然地面对B有一个向左的滑动摩擦力，那么B对地面施加一个向右的滑动摩擦力.答案为A.

题型3：已知研究对象处于二力平衡，判断力的大小.

例4如图3，放置在水平地面上的三角形M上有一个质量为m的小木块.若小木块m在三角形M上匀速下滑，三角形M仍保持静止，那么正确的说法是（）.

A.三角形M对地面的压力大于（M+m）g

B.三角形M对地面的压力等于（M+m）g

C.地面对三角形M没有摩擦力

D.地面对三角形M有向左的摩擦力

解析：m匀速下滑，M仍保持静止，采用整体法进行分析，则系统处于平衡状态，即水平方向和竖直方向均受到平衡力，因此合外力为零，竖直方向整体的重力和地面对M的支持力二力平衡.根据二力平衡的条件及其定义N=（M+m）g，水平方向地面对M没有力的作用，故f=0.答案为B、C.

总之，解决初中物理二力平衡问题必须有明确的解题思路，即二力平衡条件：大小相等，方向相反，作用在同一物体上.