内容正文:
专题08 力与运动
思维导图
知识详解
知识点一:二力平衡
1、二力平衡概念
(1)平衡状态:物体在几个力的作用下处于静止或匀速直线运动状态,该物体就处于平衡状态。
(2)平衡力:使物体处于平衡状态的几个力叫平衡力。
(3)二力平衡:当物体在两个力的作用下处于平衡状态时,就说这个两个力互相平衡,简称二力平衡。
2、二力平衡条件
(1)条件:作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
(2)平衡力与相互作用力的比较:
异同
平衡力
相互作用力
相同点
大小相等
大小相等
方向相反
方向相反
在同一条直线上
在同一条直线上
不同点
作用在同一个物体上
作用在不同的物体上
一个力消失,另一个力可以存在
两个力同时存在。同时消失
两个力的性质可以相同
两个力的性质一定相同
3、 探究二力平衡条件
实验器材:钩码,滑轮,小卡片,支架,细线。
实验步骤:
步骤1:准备实验装置,用方形塑料片(质量小些的好)作为受力物体,将塑料片的两个对角分别用线穿过并结牢,线的另两端绕过演示板上的滑轮并挂上钩码。
步骤2:如图甲所示,按住塑料片,两端分别挂上不等重的钩码,放手后,塑料片将不能保持静止而向左侧移动。--探究二力大小关系。
步骤3:如图乙所示,两边挂等重的钩码,将塑料片扭转一定的角度,使二力不在同一条直线上,放手后,塑料片将转动。--探究是否共线。
步骤4:步骤3中的塑料片最后将静止,如图丙所示;按住塑料片,在两边增挂等重的钩码,放手后,塑料片将保持静止。--探究两个力大小关系。
步骤5:在上述探究基础上再沿如图丁所示虚线将塑料片一剪为二,平衡被破坏,钩码、塑料片都落下。--探究是否在同一物体。
思考:小卡片的目的:卡片的重力可以忽略。
定滑轮的作用:改变力的方向。
典例1、(2021·江苏泰州市·八年级期中)以下所给出的现象中,物体处于平衡状态的是( )
A.站在商场自动扶梯匀速向上运动的顾客
B.匀速转弯的汽车
C.从树上落下的苹果
D.正在进站的火车
【答案】A
【解析】
A.匀速或者静止称为平衡态,故A符合题意;
B.匀速转弯的汽车,速度的方向在变化,故不是平衡态,故B不符合题意;
C.从树上落下的苹果,速度大小发生了变化,故不是平衡态,故C不符合题意;
D.正在进站的火车,速度在减小,故不是平衡态,故D不符合题意。
故选A。
典例2、(2021·江苏省锡山高级中学实验学校八年级期中)环保节能是当今世界的主体,如图所示,王老师骑着自行车在平直的道路上匀速行驶,下列说法正确的是( )
A.地面受到的压力与人受到的支持力是一对相互作用力
B.人和车受到的重力和地面受到的压力是一对相互作用力
C.车对地面的压力与地面对车的支持力是一对平衡力
D.人和车受到的总重力与地面对车的支持力是一对平衡力
【答案】D
【解析】
A.地面受到的压力与人受到的支持力大小不相等,所以不是一对相互作用力,故A错误;
B.人和车受到的重力和地面受到的压力方向不是相反的,所以不是一对相互作用力,故B错误;
C.车对地面的压力与地面对车的支持力不是作用在同一物体上,所以不是一对平衡力,故C错误;
D.人和车受到的总重力与地面对车的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故D正确。
故选D。
典例3、(2021·宜兴市丁蜀实验中学八年级期中)如图所示,重为G的物体A在水平力F的作用下,静止在竖直墙壁上,当水平力减小为时,物体A恰好沿竖直墙壁匀速下滑,此时物体A所受摩擦力的大小为( )
A.F B. C.G D.
【答案】C
【解析】
物体A沿竖直墙壁匀速下滑,物体处于平衡状态,受到的摩擦力和重力是平衡力,滑动摩擦力大小等于重力大小,为G。
故选C。
典例4、(2021·扬州市江都区实验初级中学八年级期中)在“探究二力平衡的条件”活动中。
(1)如果物体只受到两个力的作用,且处于静止或匀速直线运动状态,说明这两个力是相互平衡的。小明和小红两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案,如图甲所示,请你判断出他们改进的先后顺序:______________(用字母ABC表示),这样的改进是为了减小______________对实验的影响;
(2)如图乙是最终确认的实验方案。此方案中由于_________________,故卡片的重力可以忽略不计;
(3)将图乙中的小卡片旋转一个角度,并保持两个拉力方向相反,松开手后小卡片不能平衡了,本次实验探究的是:_____________________;
(4)小明又提出,利用如图丙所示的实验装置来探究物体做匀速直线运动时二力平衡的条件。那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢