正确理解力的平衡

张北春，特级教师，曾在《中学生数理化》、《课程•教材•教法》等报刊上500多篇，著书多本，有10多篇论文在全国物理教学研究会上获奖.

当物体同时受到几个力的作用时，如果物体保持匀速直线运动状态或静止状态，则这几个力互为平衡力.反过来，如果物体受到平衡力的作用，则这个物体一定保持匀速直线运动状态或静止状态.因此，根据物体的运动状态可判断物体的受力情况，根据物体的受力情况也可以判断物体运动状态.学习“力的平衡”知识的意义就在于此.

学习“二力平衡”知识时，要特别注意以下几点：

1. 知道力的平衡和二力平衡的含义.二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力的大小相等，方向相反，并且作用在同一直线上，则这两个力平衡.据此能判断物体是否受平衡力作用.

2. 能熟练地根据二力平衡条件和力作用的相互性来分析叠加的物体的受力情况，和求作某个物体在水平方向或竖直方向上某个力的大小.

例1 工人师傅用80 N的水平向前的推力，推着一辆小车在水平方向上匀速直线前进.突然，他发现正前方不远处有一位老人，为了避免相撞，他立即用200 N的水平向后的力拉车，当车仍水平向前运动时，它所受到的合力大小是（）.

A. 280 N B. 200 N C. 120 N D. 80 N

分析与解答： 物体受到的合力大小与物体受几个力及这几个力的大小和方向有关.小车受到向后的拉力后继续向前运动时，在竖直方向受到重力和地面的支持力，它们大小相等，合力为零；在水平方向上受到向后的拉力和摩擦力的作用，合力F合=F拉+f摩.“工人师傅用80 N的水平向前的推力推着小车在水平方向上匀速前进”，说明小车此时受到的摩擦力f摩和推力F推是平衡力，即f摩=F推=80 N.工人师傅在推车或拉车时，由于车对地面压力不变，接触面粗糙程度未变，故车受到的摩擦力不变（方向也未变，向后），所以F合=F拉+f摩=200 N+80 N=280 N.

答案：A

点评： （1） 求力的问题的基本思路：一是进行受力分析，二是进行状态分析.利用平衡状态对应平衡力，求解未知力.（2） 在分析受力时，要注意分析和判断是否存在摩擦力，其大小和方向是否发生改变.

例2 如图所示，用水平力F将一木块压在竖直墙上保持静止，下列说法中正确的是（）.

A. 水平力F与木块所受到的重力是一对平衡力

B. 水平力F与木块所受到的摩擦力是一对平衡力

C. 若水平力F增大，则木块所受到的摩擦力随着增大

D. 木块所受到的重力和摩擦力是一对平衡力

分析与解答： 本题涉及平衡力概念和摩擦力大小两个问题：（1） 判断两个力是否是一对平衡力，一是看两个力的三要素是否满足平衡力要求，二是看物体的状态，在这两个力的方向上物体是否是静止（或匀速直线运动）.水平力F与重力G相互垂直，不符合二力平衡条件――二力不在同一直线上.水平力F与木块所受摩擦力也不符合二力平衡条件，理由同上.木块在竖直方向只受两个力――重力和摩擦力，且木块静止，所以重力和摩擦力是一对平衡力.（2） 再看摩擦力大小：本题中木块在竖直方向上受到的是静摩擦力，而静摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度没有确定的关系，静摩擦力大小不随压力增大而增大.根据以上分析，可排除ABC，只有D正确.

答案：D

点评： 在分析摩擦力时，要注意区分是静摩擦力还是滑动摩擦力.不能把影响滑动摩擦力大小的两个因素（压力和粗糙程度）套用到静摩擦力上.

练一练

1. 重150 N的木箱置于水平地面上，某人用30 N的力水平向右推，可使木箱匀速前进，这时木箱受到的摩擦力是_____N，摩擦力的方向_____；若要在竖直方向上匀速把木箱提起，则拉力应是_____N.

2. 两个大小均为10 N的力作用在一个物体上，已知这两个力的三要素完全相同，则这两个力的合力为_____N.

3. 两个同学向相反的方向各用10 N的力拉一个放在光滑水平面上的弹簧测力计，此时弹簧测力计的读数为（）.

A. 20 NB. 10 NC. 5 ND. 0 N

4. 一个物体受到平衡力的作用，它（）.

A. 一定静止

B. 一定做匀速直线运动

C. 可能静止，也可能做匀速直线运动

D. 无法判断

5. 一辆汽车质量为5 t，在水平公路上匀速行驶时，受到地面摩擦阻力是800 N，风的阻力是200 N，汽车的牵引力为多大？地面对汽车的支持力多大？

参考答案： 1. 30 水平向左 150 2. 20 3. B 4. C 5. 汽车的牵引力是1 000 N；地面对汽车的支持力是49 000 N.