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同一直线
可以不考虑卡片的重力
​$1×10^4$​
竖直向上
​$1×10^4$​
竖直向上
30
水平向左
2
A
C
C
【分析】
首先判断重物的运动状态：无论是竖直向上匀速提起，还是匀速下降，重物都处于匀速直线运动状态，属于平衡状态，此时重物受到的钢丝绳拉力与自身重力是一对平衡力。根据二力平衡条件，平衡力大小相等、方向相反，因此可通过重力的大小和方向确定拉力的大小和方向。
1. 当重物竖直向上匀速运动时，拉力与重力平衡，大小等于重力，方向与重力相反；
2. 当重物匀速下降时，物体仍处于平衡状态，拉力与重力依然是平衡力，大小和方向不变，因为平衡状态下的平衡力与运动速度的大小、方向无关。
【解析】
1. 重物竖直向上匀速提起时：
重物处于匀速直线运动状态，属于平衡状态，受到钢丝绳的拉力$F_1$和重力$G$的作用，二力平衡。
根据二力平衡条件：$F_1 = G = 1×10^4N$，拉力方向与重力方向相反，即竖直向上。
2. 重物匀速下降时：
重物仍处于匀速直线运动状态，属于平衡状态，受到钢丝绳的拉力$F_2$和重力$G$的作用，二力平衡。
根据二力平衡条件：$F_2 = G = 1×10^4N$，拉力方向竖直向上。
【答案】
$1×10^4$；竖直向上；$1×10^4$；竖直向上
【知识点】
二力平衡条件、平衡状态判断
【点评】
本题是二力平衡条件的基础应用，核心在于明确“匀速直线运动的物体处于平衡状态，受力平衡”，易错点是误以为运动速度的大小或方向改变会影响拉力大小，需牢记平衡力的大小仅与相互平衡的力有关，与运动状态的速度参数无关。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先，物体做匀速直线运动，说明物体处于平衡状态，所受合力为零。对物体进行受力分析：水平方向上物体受到向右的拉力和地面对它的摩擦力，竖直方向受到重力和地面的支持力。题目询问摩擦力，重点分析水平方向的力即可。根据平衡状态的受力特点，水平方向的拉力与摩擦力是一对平衡力，二者大小相等、方向相反，由此可推出摩擦力的大小和方向。
【解析】
因为物体在水平地面上做匀速直线运动，处于平衡状态，所以水平方向受力平衡。
水平方向上，物体受到水平向右的拉力$ F = 30N $和地面对物体的摩擦力$ f $，根据二力平衡条件（作用在同一物体上的两个力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上），可得：
$ f = F = 30N $
由于物体向右做匀速直线运动，摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，因此摩擦力方向为水平向左。
【答案】
30；水平向左
【知识点】
二力平衡条件；摩擦力方向判断
【点评】
本题属于力学基础题，核心考查二力平衡条件的应用。解题关键是准确判断物体的平衡状态，对物体进行正确的受力分析，明确水平方向拉力与摩擦力为一对平衡力，同时牢记摩擦力方向与物体相对运动方向相反。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先判断玩具汽车的运动状态：它做匀速直线运动，处于平衡状态。根据平衡状态的受力特点，物体在平衡状态下受到的力为平衡力。接着分析水平方向的受力：水平方向上汽车受到小明的推力和阻力，这两个力是一对平衡力。根据二力平衡的条件，平衡力大小相等，已知阻力为2N，因此推力大小等于阻力大小。
【解析】
玩具汽车在水平桌面上做匀速直线运动，处于平衡状态。
在水平方向上，汽车受到的推力$ F $与阻力$ f $是一对平衡力，根据二力平衡的条件，平衡力大小相等，即$ F = f $。
已知阻力$ f = 2\mathrm{N} $，所以推力$ F = 2\mathrm{N} $。
【答案】
2
【知识点】
二力平衡条件的应用
【点评】
本题考查二力平衡条件的实际应用，解题关键是准确判断物体的平衡状态并找准对应平衡力，属于基础题型，易于掌握。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先判断三个物体的运动状态：甲静止，乙向上匀速直线运动，丙向下匀速直线运动，这三种状态都属于平衡状态。根据二力平衡的条件，处于平衡状态的物体所受的拉力和自身重力是一对平衡力，大小相等。又因为三个物体质量相同，根据$G=mg$可知它们的重力大小相等，因此三个拉力的大小都等于物体的重力，所以三个拉力大小相等。
【解析】
1. 确定物体的运动状态：
甲静止，处于平衡状态；
乙以0.1m/s的速度向上做匀速直线运动，处于平衡状态；
丙以0.1m/s的速度向下做匀速直线运动，处于平衡状态。
2. 根据二力平衡条件：处于平衡状态的物体，受到的两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。
对甲：$ F_{甲} = G_{甲} $；
对乙：$ F_{乙} = G_{乙} $；
对丙：$ F_{丙} = G_{丙} $。
3. 已知三个物体质量相同，由$ G=mg $可得$ G_{甲}=G_{乙}=G_{丙} $，因此$ F_{甲}=F_{乙}=F_{丙} $。
【答案】
A
【知识点】
二力平衡条件，平衡状态判断
【点评】
本题容易错误认为物体运动方向不同，拉力大小不同，需明确只要物体处于静止或匀速直线运动状态，就属于平衡状态，受到的拉力与重力是平衡力，大小相等，与运动方向无关。
【难度系数】
0.8
【分析】
要判断两个力是否为平衡力，需依据二力平衡的条件：作用在同一物体上，大小相等、方向相反，且作用在同一直线上。解题时需先明确每个选项中两个力的受力物体，再结合二力平衡的四个条件逐一分析，同时注意区分平衡力（同体）与相互作用力（异体）的核心差异。
【解析】
二力平衡的条件是：两个力作用在同一物体上，大小相等、方向相反，且作用在同一直线上。对各选项分析如下：
1. 选项A：天花板对弹簧的拉力受力物体是弹簧，弹簧对天花板的拉力受力物体是天花板，两个力作用在不同物体上，是相互作用力，不是平衡力。
2. 选项B：天花板对弹簧的拉力受力物体是弹簧，弹簧对小球的拉力受力物体是小球，两个力作用在不同物体上，不满足二力平衡的“同体”条件，不是平衡力。
3. 选项C：弹簧对小球的拉力受力物体是小球，方向竖直向上；小球受到的重力受力物体是小球，方向竖直向下。装置静止，说明这两个力大小相等，且作用在同一直线上，完全符合二力平衡的条件，是一对平衡力。
4. 选项D：小球对弹簧的拉力受力物体是弹簧，小球受到的重力受力物体是小球，两个力作用在不同物体上，不是平衡力。
【答案】
C
【知识点】
二力平衡的条件；相互作用力与平衡力的区分
【点评】
本题考查二力平衡的判断，核心是抓住平衡力“作用在同一物体上”这一关键特征，与相互作用力（作用在两个物体上）进行区分。解题时需准确确定每个力的受力物体，再结合二力平衡的四个条件逐一验证，属于基础概念应用题。
【难度系数】
0.7
【分析】
要探究二力平衡的条件，实验中需减小卡片自身重力对实验的干扰，使卡片近似只受两端绳子的拉力。由于卡片质量为10g，自身有一定重力，若所挂重物质量过小，卡片的重力与拉力相比不能忽略，会导致实验结果不准确；只有当所挂重物的质量远大于卡片的质量时，重物的重力（即绳子对卡片的拉力）远大于卡片的重力，卡片的重力可忽略，才能准确探究两个拉力的平衡条件。因此需要选择远大于卡片质量的重物。
【解析】
卡片的质量为10g，其自身重力为$G_{卡}=m_{卡}g=0.01kg×10N/kg=0.1N$。
在探究二力平衡条件的实验中，为减小卡片自身重力对实验的影响，应使所挂重物的重力远大于卡片的重力，即重物的质量远大于卡片的质量：
选项A：5g小于卡片质量，拉力小于卡片重力，干扰大，不合适；
选项B：10g与卡片质量相等，拉力等于卡片重力，干扰明显，不合适；
选项C：200g远大于10g，重物重力$G=0.2kg×10N/kg=2N$，远大于卡片重力，能有效减小干扰，合适；
选项D：任意质量均可的说法错误，因为质量过小时无法忽略卡片重力的影响。
综上，答案选C。
【答案】
C
【知识点】
探究二力平衡的条件、实验误差控制
【点评】
本题考查探究二力平衡条件实验的器材选择要点，核心是理解实验中需忽略卡片自身重力的干扰，通过选择远大于卡片质量的重物来实现这一目的，要求学生掌握实验设计的思路和误差控制的方法，避免忽略次要因素对实验的影响。
【难度系数】
0.5
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