内容正文:
课时8.2 二力平衡
1.平衡状态
定义:物体受到几个力的作用时,如果保持静止或 ,我们就说这几个力相互平衡,物体处于平衡状态.
2.二力平衡的条件
条件:作用在同一物体上的两个力,如果大小 ,方向 ,并且 ,这两个力就彼此平衡.
注意:区分平衡力与相互作用力时,应注意平衡力作用在同一个物体上,而相互作用力作用在两个不同的物体上.
3.二力平衡条件的应用
应用:(1)若已知物体受两个力作用处于平衡状态,可以由一个力的 、 确定另一个力的 和 ;
(2)根据物体的受力情况可以判断物体的运动状态.
注意:物体的运动状态发生了改变,一定是受到了非平衡力作用.
1.实验探究:二力平衡的条件
图 1 图 2
(1)实验步骤:
①如图1所示,在两边的托盘里分别放上质量不相等的砝码,观察小车的运动情况;
②在两边的托盘里放上质量相等的砝码,观察小车的运动情况;
③保持两边托盘里的砝码质量相等,把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放,观察小车的运动情况;④将连接小车右侧托盘的细线挂于小车左侧挂钩处,使F1、F2同时向左,观察小车的运动情况。
实验结论:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡。
注意事项:
①桌面光滑、用小车代替木块(滚动摩擦代替滑动摩擦减小摩擦力)、在滑轮上加一些润滑油的目的是减小摩擦力对实验的影响。
②实验中换用不同质量的砝码进行多次实验,目的是让实验结论更具有普遍性,避免偶然性。
③转换法的应用:通过小车在水平面运动的距离来表示阻力大小,运动的距离越远,所受的阻力越小。
(2)实验改进:
为了消除小车车轮和木板之间的摩擦带给实验的影响,将实验装置设计成如图2所示的形式,将系于小卡片(重力可忽略)两对角线分别跨过左右支架上的滑轮,在细线的两端挂上钩码,来进行实验探究二力平衡的条件。
实验中的研究对象是小卡片,小卡片受到两边细线的拉力作用,拉力的大小等于钩码的重力。用这个实验代替上述实验的好处是:
①纸片的重力忽略不计,目的是方便研究力的方向问题。
②卡片悬在空中目的是排除了因小车与桌面之间产生的摩擦对实验现象的影响。
2.相互作用力与平衡力:
相同点:大小相等,方向相反,作用在同一直线上;
不同点:平衡力作用在同一物体上,相互作用力作用在不同物体上。如图所示
3.合力:当一个力产生的作用效果和几个力产生的力作用效果相同时,这几个力就是这个力的分力,这个力叫做这几个力的合力。这里合力并不是指力的大小之和,而是用力产生的作用效果看来进行分析,两个力产生的最大合力就是两个力之和,最小力就是两个力之差。
4.平衡状态与平衡力
(1)物体处于静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这个物体处于平衡状态。物体在受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力是平衡力。
(2)平衡力与平衡状态的关系:物体在平衡力的作用下,处于平衡状态,物体处于平衡状态时要么不受力,若受力一定是平衡力。
5.运动和力的关系
(1)物体处于平衡状态,则物体所受到的合力为零或不受力;
(2)物体做加速直线运动,则物体所受到的合力与速度方向相同;
(3)物体做减速直线运动,则物体所受到的合力与速度方向相反;
(4)物体做曲线运动,则物体所受合力与速度方向不共线。
1.如图所示,汽车在水平公路上做匀速直线运动。关于汽车受力示意图正确的是
A. B. C.D.
2.如图所示的情景中,两个力彼此平衡的是
A.B. C.D.
3.2020年12月17日,嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆,这标志着中国首次地外天体采样返回任务圆满完成.如图,返回器静止在水平地面上,下列说法不正确的是
A.返回器受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力
B.返回器受到的重力和地面对它的支持力是一对相互作用力
C.返回器受到的重力大小等于地面对它的支持力大小
D.返回器对地面的压力大小等于地面对它的支持力大小
4.下列说法正确的是
A.甲用力把乙推倒而自己不倒,说明只是甲对乙有力的作用,乙对甲没有力的作用
B.排球运动员用力击球时,手对球的作用力与球对手的作用力大小相等
C.静止在水平桌面上的书受到的重力和桌面对书的支持力是一对相互作用力
D.磁铁对铁钉的力跟铁钉对磁铁的力是一对平衡力
5.选择如图装置研究“二力平衡的条件”,针对此实验装置及相关实验内容的说法中,正确的是
A.研究对象选用铁片比纸片