第05讲 二力平衡-【寒假自学课】2022年八年级物理寒假精品课（人教版）

第05讲 二力平衡（原卷版） 【学习目标】 1.了解平衡状态和二力平衡概念； 2.理解二力平衡的条件； 3.会进行一条直线上的力的合成； 4.理解平衡力的概念。 【基础知识】 一、力的合成 1.一个力，如果它的作用效果跟几个力的共同作用效果相同。这个力就叫做那几个力的合力。求几个力合力的过程叫力的合成。 温馨提示 （1）合力是为了表示几个力的作用效果而引入的，它并不是存在于物体受到的这几个力之外的力。 （2）研究合力时要用到等效替代法。 2.同一直线上二力的合成 （1）同一直线上同方向二力的合力，大小等于这两个力大小之和，方向与这两个力的方向相同。记作：F=F1+F2。 （2）同一直线上相反方向的两个力的合力，大小等于两个力大小之差的绝对值，方向和较大的那个力的方向相同。记作F=|F1-F2|。 二、平衡状态与平衡力 1.平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状态叫平衡状态。 2.二力平衡：一个物体同时受到二个力的作用时，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，那么这两个力就彼此平衡，我们称之为二力平衡。 3.平衡力 （1）若物体在几个力作用下保持平衡状态，我们就把这几个力为平衡力，这几个力的合力为零。牛顿第一定律中“没有受到力的作用”，可以理解为“物体受到了平衡力”的作用。 （2）悬挂着的电灯能保持静止，是因为电灯受到重力和灯绳对它的拉力是一对平衡力（图甲）；在平直公路上做匀速直线运动的汽车，受到向前的牵引力和地面、空气对它向后的阻力，这时牵引力和阻力是一对平衡力（图乙）。桌面上的书保持静止，书受到的重力和桌面对书的支持力是一对平衡力（图丙）。 甲 乙 丙 4.物体受平衡力与物体不受力的区别 （1）从运动状态上看，受平衡力与不受力对物体的运动状态而言是等效的，物体都处于静止状态或匀速直线运动状态。 （2）从物体是否发生形变看，物体不受外力时，不发生形变；物体受平衡力时虽然运动状态不变，但会发生形变。 三、二力平衡的判断 1.概念辨析法：看两个力是否满足二力平衡的所有条件，是否作用在同一物体上，是否大小相等，是否方向相反，是否在同一直线上，满足以上条件的两个力彼此平衡。 根据二力平衡条件判断。只要两个力“同体、等值、反向、共线”，那么，这两个力就是一对平衡力。 2.状态分析法：根据物体运动状态来判断。若物体只受两个力的作用，且处于平衡状态（静止或匀速直线运动），则这两个力一定是平衡力。 四、平衡力与相互作用力 作用力和反作用力 相互平衡的两个力 示意图 相同点 大小 相等 相等 方向 相反，且在同一直线上 相反，且在同一直线上 区别 作用对象 分别作用在两个物体上 共同作用在同一物体上 作用时间 同时产生，同时消失 一个力消失，另一个力可以存在 力的作用效果 作用力和反作用力分别作用在不同物体上，一般产生不同的效果 两个力共同作用在同一物体上，使物体保持平衡 五、实验探究-二力平衡的条件 【实验目的】探究二力平衡的条件 【实验器材】表面光滑的桌子（带滑轮）、小车等质量的吊盘（带两根细线）、砝码若干。 【实验步骤】 （1）如图所示，将小车放在光滑的水平桌面上，其左、右挂钩上拴好细绳，并跨过滑轮，下端各栓一等质量的吊盘，吊盘内各放一个等质量的砝码，观察小车是否静止。 （2）向其中的一个吊盘里加砝码，观察小车是否还能静止。 （3）保持两盘内的砝码质量相等，把小车扭转一个角度，使拉力F1、F2不在一条直线上，观察小车的情况。 （4）若将右侧的吊盘也挂在左侧，观察小车运动情况。 （5）另取一个相同的小车，将一个吊盘挂在左边的小车的左侧，将另一个吊盘挂在右边小车的右侧，观察小车的运动情况。 【实验结论】一个物体在两个力的作用下保持静止的条件是：这两个力必须大小相等、方向相反，并且在同一条直线上。 【注意事项】 （1）用小车而不用木块进行实验，能够有效地减小摩擦力，更方便观察小车的运动情况； （2）实验前，滑轮要加一点润滑油，桌面要光滑，尽量减小摩擦力对实验的影响； （3）通过观察小车是否静止在桌面上来判断小车是否处于平衡状态； （4）在向已处于平衡的吊盘中加砝码时，所加的砝码质量不能太小，避免因摩擦而使小车不能向质量大的砝码一端运动，造成理解上的麻烦。 ★实验拓展： 改进实验：用卡片探究二力平衡的条件 为了消除小车和桌面之间的摩擦给实验带来的影响，也可以设计如图所示的实验，将系于轻质小卡片（重力可以忽略不计）两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮，在细线的两端挂上钩码，来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