内容正文:
二力平衡
知识导入
我们知道要改变物体的运动状态就必须有力作用在物体上 ,那么是不是有力作用在物体上 ,物体的运动状态就一定改变呢?
飞机受到外力的作用却能保持匀速直线运动,为什么?
下面我们就学习有关力的平衡知识。
1.二力平衡的概念:物体在受到几个力的作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡,而静止或匀速直线运动状态被称为平衡状态。如果这个物体只受两个力,而保持平衡状态,我们就说这是二力平衡。
【注】与“牛顿第一定律”状态的区别:牛顿第一定律:不受力。
2.实验:探究二力平衡的条件
设计实验:在光滑的桌面上放一小车,小车在水平方向受到两个相反力的作用。
实验器材:木板、小车、砝码、细线 、定滑轮
(1)实验方案1和方案2存在的不足?
(2)方案3:使用轻质小卡片的作用 ?
实验表格:
实验
物体在水平方向所受二力的情况
小车运动状态是否改变
物体是否平衡
大小
方向
是否在一条直线上
一
不相等
相反
是
改变
不平衡
二
相等
相反
是
不改变
平衡
三
相等
不相反
是
改变
不平衡
四
相等
相反
否
改变
不平衡
五
不在同一个物体上
改变
不平衡
3.二力平衡的条件
定义: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,则这两个力就相互平衡。
前提条件:力作用在同一物体上。
简记:同体、等大、反向、共线。
4.一对平衡力与相互作用力的异同点:
区别点
受力物体
力的大小
力的方向
力的作用线
平衡力
同一个物体
相等
相反
同一条直线上
相互作用力
两个不同物体
相等
相反
同一条直线上
5.二力平衡条件的应用
【结论】物体受到平衡力,运动状态不改变;物体受到非平衡力,运动状态一定改变。
考点1:平衡力和平衡状态
1.平衡状态:物体处于 状态或 直线运动状态都叫做平衡状态。
2.平衡力:物体在受到几个力的作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡。
注:平衡力至少是两个或两个以上的力,一个力不可能是平衡力。
3.一个物体同时受到两个力作用,如果物体 ,那么这两个力就彼此平衡,我们称之为二力平衡。
思考与交流
思考1:现实生活中物体受到外力时,也能保持静止状态或匀速直线运动状态,这与牛顿第一定律矛盾吗?
【典例分析】
【例1】(平衡力概念)在水平路面上行驶的汽车,与汽车的重力相平衡的力是( )
A.汽车的牵引力 B.汽车对路面的压力
C.路面对汽车的支持力 D.路面对汽车的摩擦力
【例2】(平衡状态的判断)在下列运动现象中,物体处于平衡状态的是( )
A.汽车匀速转弯 B.钟表来回摆动
C.汽车关闭发动机后水平滑行 D.小孩从笔直的滑梯上匀速滑下
判断物体受力是否平衡,受力物体如果处于平衡状态,那么这个物体受平衡力作用。根据物体所处的状态来判断物体所受的力是否平衡,是判断平衡力的一种方法。
【变式训练】
【变式1】某人顺着竖直的金属杆匀速下滑时,与人的重力相平衡的力是( )
A.人对金属杆的摩擦力 B.金属杆对人的摩擦力
C.人对金属杆的压力 D.金属杆对人的支持力
【变式2】在水平路面上行驶的汽车,与汽车的重力相平衡的力是( )
A.汽车对路面的压力 B.路面对汽车的支持力
C.汽车对路面的摩擦力 D.路面对汽车的摩擦力
【变式3】下列运动的物体中,受力平衡的是( )
A.自由下落的苹果 B.加速上升的火箭
C.沿斜面匀速下滑的木块 D.减速行驶的机车
考点2:二力平衡条件
1.二力平衡条件:作用在 物体上的两个力,如果大小 、方向 ,并且在 直线上,这两个力就彼此平衡。
2.二力平衡条件的实验探究注意问题:
(1)所用的两个托盘要相同。
(2)应选择较光滑的桌面和质量较小的小车,这样可以减小阻力对实验的影响。
3.区分平衡力与相互作用的力
(1)相同点:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
(2)不同点:平衡力受力物体是 物体;相互作用的力受力物体是