内容正文:
3.5二力平衡的条件
【思维导图】
【知识点全掌握】
一、二力平衡
一个物体在两个力的作用下,如果保持静止或匀速直线运动状态,就说明这两个力是平衡的
二、二力平衡的条件
作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一条直线上,那么这两个力就相互平衡
三、平衡力与相互作用力的比较
异同
一对平衡力
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
作用在同一物体上
作用在不同物体上
一个力消失,另一个力可以存在
两个力同时存在,同时消失
两个力的性质可以不同
两个力的性质一定相同
四、力的合成
定义:作用在质点上的几个力共同作用时产生效果如果与某一个力F的效果相同,那么这个力F就叫做几个力的合力。(注:合力并不是物体真实受到的力)
(1)同一直线上方向相同的两个力F1,F2的合力F合=F1 + F2,且方向与这两个力方向相同。
(2)同一直线上方向相反的两个力F1,F2且F1 > F2,则这两个力的合力F合=F1 - F2,方向与较大的那个力相同。
(3)同一直线上有方向相同相反的三个力,F1,F2,F3,若F1 = F2 + F3,此时向左的作用效果等效于向右的作用效果,所以此时物体处于平衡状态。
【例题精析】
[例题1] 如图所示,在一根结实的细绳的一端栓一个小球,绳子的一端固定在悬挂点O上,做成一个单摆。拉动小球到B处,放手后使它摆动起来,则小球在摆动过程中,下列说法正确的是( )
A.小球运动到最低处A时,细绳对它拉力与它受到重力平衡
B.小球运动到最高处B时,细绳对它拉力与它受到重力平衡
C.小球运动到最高处C时,细绳对它拉力与它受到重力平衡
D.在摆动过程的任一位置,小球受到的力都不平衡
[例题2] 如图所示,小辉推着小车在平直道路上匀速前进,下列说法正确的是( )
A.小车对地面的压力和地面对小车的支持力是一对平衡力
B.小辉受到的重力与地面对他的支持力是一对相互作用力
C.小车受到的重力与小车对地面的压力是一对相互作用力
D.小车受到水平方向推力与小车受到的阻力是一对平衡力
[例题3] 如图所示,铁块A重3N,静止地吸附在竖直放置的磁性黑板上,将重为1N的铜块B放在铁块A上面时,A和B恰能沿着黑板缓慢匀速下滑。取走铜块B,用竖直向上的力F拉铁块A,使其匀速向上运动,则F的大小为( )
A.3N B.4N C.5N D.7N
[例题4] 如图所示,用细线拉着木块在水平面上做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.木块受到的摩擦力和细线对木块的拉力是一对平衡力
B.木块对细线的拉力和细线对木块的拉力是一对平衡力
C.木块对水平面的压力和水平面对木块的支持力是一对相互作用力
D.木块对细线的拉力和手对细线的拉力是一对相互作用力
[例题5] 如图所示,甲、乙两物体在水平桌面上处于静止状态,下列说法正确的是( )
A.甲对乙的压力与桌面对乙的支持力是一对平衡力
B.乙物体受到的重力与桌面对它的支持力是一对相互作用力
C.甲对乙的压力与桌面对乙的支持力是一对相互作用力
D.乙对甲的支持力和甲受到的重力是一对平衡力
[例题6] 我国探月工程计划之一是向月球发射月球车。2018年12月8日凌晨,嫦娥四号是用我国的长征三号乙火箭发射的。嫦娥四号的成功发射标志着我国的探月工程又向前迈进了一步。(如图甲所示)
(1)发射月球车的火箭在穿越大气层时速度越来越快,那么火箭受到的推力与自身重力 (选填“相等”或“不相等”)。
(2)火箭上升的作用力来自于 (选填“燃气”或“空气”)。
(3)不久的将来,若我国的宇航员登上月球,宇航员完成探月任务后乘火箭离开月球表面,若在某段时间内火箭沿斜向上方向做匀速直线运动,如图乙所示。则在这段时间内,在月球表面上观察到火箭发动机的喷气方向应该是 (选填“竖直向下”、“火箭运动的反方向”、“水平向左”)。
[例题7] 某同学在国庆期间随父母从余姚火车站乘动车去上海参加活动,从余姚到上海的路程是240km,动车行驶的平均速度为200km/h。
(1)画出动车所受力的示意图;
(2)动车行驶完全程需要多少小时?
(3)若动车在某段时间内恰做匀速直线运动,此时其所受阻力为车重的0.05倍,则此时动车产生向前的牵引力为多少牛?(已知)载人动车总质量为20吨,g=10N/kg)
[例题8] 如图所示,水平地面上有一个扫地机器人,它清扫中利用软毛刷和吸气孔收集灰尘,遇到障碍物能够自动改变方向继续进行。某次机器人开始扫地1min后遇到障碍原地旋转18s,然后继续扫地2min,总行驶路程为49.5m。已知机器人质量为1800g,行进中受