二力平衡經(jīng)典習(xí)題在物理學(xué)的力學(xué)部分，二力平衡是一個(gè)基石性的概念，它不僅是理解物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)鍵，也是解決諸多實(shí)際力學(xué)問題的基礎(chǔ)。掌握二力平衡的條件及其應(yīng)用，需要通過對典型習(xí)題的深入剖析來實(shí)現(xiàn)。本文將選取幾道具有代表性的經(jīng)典習(xí)題，通過細(xì)致的分析與解答，幫助讀者深化對二力平衡的理解，并提升實(shí)際解題能力。一、二力平衡的核心條件回顧在進(jìn)入習(xí)題解析之前，我們有必要再次明確二力平衡的核心條件：作用在同一物體上的兩個(gè)力，如果大小相等、方向相反，并且在同一條直線上，這兩個(gè)力就彼此平衡。簡而言之，即“同體、等大、反向、共線”。這四個(gè)條件缺一不可，必須同時(shí)滿足，物體才能處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的平衡狀態(tài)。二、經(jīng)典習(xí)題深度解析（一）基礎(chǔ)概念辨析題例題1：下列情景中，物體受到的兩個(gè)力是一對平衡力的是（）A.靜止在水平桌面上的課本，課本受到的重力和桌面對課本的支持力。B.沿豎直方向勻速上升的氣球，氣球受到的浮力和氣球受到的重力。C.用手推墻壁，手對墻壁的推力和墻壁對手的推力。D.靜止在斜面上的木塊，木塊受到的重力和斜面對木塊的支持力。解析：要判斷兩個(gè)力是否為平衡力，必須嚴(yán)格對照“同體、等大、反向、共線”四個(gè)條件。*選項(xiàng)A：課本靜止，處于平衡狀態(tài)。重力作用在課本上，方向豎直向下；支持力也作用在課本上，方向豎直向上。二者都作用在課本這一同一物體上，大小相等（課本的重力與桌面對它的支持力平衡），方向相反，且在同一直線上（豎直方向）。因此，A選項(xiàng)中的兩個(gè)力是平衡力。*選項(xiàng)B：氣球勻速上升，處于平衡狀態(tài)。浮力方向豎直向上，重力方向豎直向下。若忽略空氣阻力，且氣球在豎直方向上只受這兩個(gè)力，那么它們是平衡力。但題目并未明確說明是否忽略其他力（如空氣阻力）。在中學(xué)階段，若題目未提及，且物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，通常默認(rèn)所給的兩個(gè)力是主要的平衡力。此處若僅考慮浮力和重力，B選項(xiàng)也可能正確。但我們需結(jié)合其他選項(xiàng)綜合判斷，并審視題目是否存在隱含條件。*選項(xiàng)C：手推墻壁，手對墻壁的推力作用在墻壁上，墻壁對手的推力作用在手上。這兩個(gè)力是作用在兩個(gè)不同物體上的相互作用力（作用力與反作用力），不符合“同體”條件，因此不是平衡力。*選項(xiàng)D：木塊靜止在斜面上。木塊受到的重力方向豎直向下，斜面對木塊的支持力方向垂直于斜面向上。這兩個(gè)力的方向不在同一條直線上，因此不符合“共線”條件，不是平衡力。木塊能靜止在斜面上，是因?yàn)檫€受到沿斜面向上的靜摩擦力，是這三個(gè)力共同平衡。答案：A（若B選項(xiàng)明確忽略其他力，則A、B均正確，但通常此類基礎(chǔ)題中，A選項(xiàng)是最直接、最無爭議的二力平衡實(shí)例，B選項(xiàng)可能隱含空氣阻力等因素未考慮，故優(yōu)先選擇A）。點(diǎn)評：此類題目主要考察對二力平衡條件的準(zhǔn)確記憶和直接應(yīng)用。解題時(shí)務(wù)必逐個(gè)條件進(jìn)行核對，特別注意區(qū)分平衡力與相互作用力，二者最根本的區(qū)別在于是否“同體”。（二）平衡狀態(tài)下力的計(jì)算與判斷例題2：一輛在平直公路上勻速行駛的汽車，其受到的牽引力為1000N。請問：（1）汽車在水平方向上還受到什么力的作用？這個(gè)力的大小是多少？方向如何？（2）如果汽車突然加速，此時(shí)牽引力和上述這個(gè)力的大小關(guān)系如何？解析：（1）汽車在平直公路上“勻速行駛”，表明它處于平衡狀態(tài)。在水平方向上，汽車受到牽引力，方向與行駛方向相同。由于汽車處于平衡狀態(tài)，水平方向上必定還存在一個(gè)與牽引力相平衡的力，即摩擦力（這里主要是地面給汽車的滾動(dòng)摩擦力或滑動(dòng)摩擦力，通常簡化為阻力）。根據(jù)二力平衡條件，這兩個(gè)力大小相等，方向相反。因此，摩擦力的大小也是1000N，方向與牽引力方向相反，即與汽車行駛方向相反。（2）當(dāng)汽車“突然加速”時(shí)，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，不再處于平衡狀態(tài)。根據(jù)牛頓第一定律（慣性定律），物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變是因?yàn)槭艿搅朔瞧胶饬Φ淖饔?。因此，此時(shí)牽引力大于摩擦力，合力方向與牽引力方向一致，導(dǎo)致汽車加速。答案：（1）汽車在水平方向上還受到摩擦力的作用，大小為1000N，方向與汽車行駛方向相反。（2）此時(shí)牽引力大于摩擦力。點(diǎn)評：此題考察了在平衡狀態(tài)下如何根據(jù)已知力判斷未知平衡力的大小和方向，并引入了非平衡狀態(tài)下力的大小關(guān)系比較。解題的關(guān)鍵在于首先判斷物體是否處于平衡狀態(tài)（靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)），然后才能應(yīng)用二力平衡條件。（三）結(jié)合示意圖的二力平衡分析例題3：如圖所示（此處假設(shè)有一個(gè)簡單示意圖：一個(gè)靜止在水平地面上的物體，受到一個(gè)水平向右的5N拉力F，但物體未被拉動(dòng)）。請畫出物體在水平方向上受到的力的示意圖，并判斷這兩個(gè)力是否為平衡力，說明理由。解析：首先，明確研究對象是靜止在水平地面上的物體。題目中提到物體受到一個(gè)水平向右的5N拉力F，但“未被拉動(dòng)”，說明物體仍然處于靜止?fàn)顟B(tài)，即平衡狀態(tài)。在水平方向上，物體除了受到向右的拉力F（5N）外，由于有相對運(yùn)動(dòng)趨勢，必定會(huì)受到地面施加的靜摩擦力f。因?yàn)槲矬w靜止，所以水平方向上這兩個(gè)力必須平衡。根據(jù)二力平衡條件，靜摩擦力f的大小應(yīng)等于拉力F的大小，即f=5N；方向與拉力F相反，即水平向左。力的示意圖繪制要點(diǎn)：作用點(diǎn)可以都畫在物體的重心上，用帶箭頭的線段表示力，線段的長度大致反映力的大?。ù颂嶧和f大小相等，線段長度應(yīng)相同），箭頭指向力的方向，并標(biāo)出力的符號和大小。判斷這兩個(gè)力是否為平衡力：這兩個(gè)力都作用在同一物體上（同體），大小相等（均為5N，等大），方向相反（一右一左），并且作用在同一條直線上（水平直線，共線）。因此，它們是一對平衡力。答案：水平方向上物體受到向右的拉力F=5N和向左的靜摩擦力f=5N，示意圖略。這兩個(gè)力是平衡力，因?yàn)樗鼈儩M足“同體、等大、反向、共線”的條件。點(diǎn)評：此類題目要求將文字描述與示意圖結(jié)合，并能正確繪制力的示意圖，是對二力平衡條件綜合應(yīng)用能力的考察。學(xué)生需要能夠從物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（靜止）反推出力的平衡關(guān)系，并準(zhǔn)確表達(dá)。三、解題方法與技巧總結(jié)通過對以上經(jīng)典習(xí)題的解析，我們可以總結(jié)出解決二力平衡問題的一般步驟和技巧：1.明確研究對象：確定你要分析哪個(gè)物體的受力情況。2.判斷運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：觀察研究對象是否處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。只有處于這兩種狀態(tài)的物體，才可能受到平衡力的作用。3.分析受力情況：找出物體所受到的所有力，并明確每個(gè)力的施力物體和受力物體。通常采用“隔離法”。4.應(yīng)用平衡條件：若物體處于平衡狀態(tài)，且只受兩個(gè)力的作用，則這兩個(gè)力必定滿足“同體、等大、反向、共線”的條件?？梢該?jù)此判斷力的存在、大小或方向。5.結(jié)合數(shù)學(xué)工具與示意圖：必要時(shí)畫出力的示意圖，使受力情況更直觀。利用大小相等關(guān)系可以進(jìn)行簡單的計(jì)算。溫馨提示：*“平衡力”一定是作用在“同一個(gè)物體”上的力。*不要將“平衡力”與“相互作用力”（如作用力與反作用力）混淆。相互作用力是作用在兩個(gè)不同物體上的，雖然大小相等、方向相反、作用在同一直線上，但不滿足“同體”條件，因此不是平衡力。*“靜止”和“勻速直線運(yùn)動(dòng)”是判斷物體是否處于平衡狀態(tài)的關(guān)鍵標(biāo)志。四