内容正文:
第八章 运动和力
第 2 节 二力平衡
平衡状态与平衡力
1. 平衡状态:在物理学中人们常把静止状态
或匀速直线运动状态叫做平衡状态。
2. 力的平衡:物体受到几个力作用时,如果保持静止或匀
速直线运动状态,我们就说这几个力相互平衡。
3. 二力平衡:当物体在两个力的作用下处于平衡状态时,
就称作二力平衡。
例 1:下列运动过程中,处于平衡状态的物体是( )
A. 在空中自由下落的苹果
B. 竖直向上抛出的石子
C. 沿光滑斜坡滚动的小球
D. 在空中匀速直线下降的跳伞运动员
答案:D 【解析】物体受到平衡力的作用时能保持平
衡状态,即静止状态或匀速直线运动状态,在空中匀
速直线下降的跳伞运动员,处于匀速直线运动状态,
即平衡状态,故选 D。
二力平衡条件
作用在同一物体上的两个力,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。 可简记为:同
体、等大、反向、共线。
例 2:在“探究二力平衡的条件”的实验中,应保持物体处
于 或 状态进行研究。 图( a)
(b)所示的实验过程说明所探究的两个力需作用在
上,物体才能平衡。 图( c)则可验证所探究
的两个力必须作用于 上。
答案:静止 匀速直线运动 同一直线 同一物体
【解析】物体在平衡力的作用下可保持两种状态,静
止或匀速直线运动;图(a)、(b)所示的实验中当两个
力不在一条直线上时,物体会转动,当在同一直线时
才静止,此时两力平衡;图( c)则是将两物体分开后,
两个力不再平衡,说明两个力必须作用于同一物体。
二力平衡条件的应用
1. 已知物体的受力情况,可以判断物体是否
处于平衡状态。 例如,当物体只受到两个力的作用,并
且满足二力平衡条件时,则可以判定该物体处于静止状
态或匀速直线运动状态。
2. 已知物体在受力情况下处于平衡状态时,可以判断其所
受的力是一对平衡力。
3. 已知物体在受力情况下处于平衡状态时,根据二力平衡
的条件,已知一个力,就可以求出另一个力的大小和方
向。 例如,火车或汽车在水平路面上做匀速直线运动
时,若汽车受到发动机的牵引力是已知的,则可以根据
牵引力求出汽车在水平方向上受到的阻力的大小,同时
得到阻力的方向与牵引力方向相反的结论。
4. 利用二力平衡条件,找不规则物体的重心。
例 3:一名跳伞运动员重为 600N,其随身的跳伞设备总重
为 200N,他在空中匀速下落的过程中,所受到的空气
阻力大小为 ,方向 。
答案:800N 竖直向上
【解析】跳伞运动员在空中匀速下落过程,受到平衡
力的作用,故阻力等于重力,即 f =G总 = 600N+200N =
800N,阻力的方向与重力的方向相反,即方向竖直
向上。
平衡状态与平衡力
1. (2 分)下列情景中,处于平衡状态的是( )
A. 绕地球匀速运行的卫星 B. 加速追赶猎物的猎豹
C. 下落的苹果 D. 匀速下降的跳伞运动员
—12—
2. (2 分)在下列实例中,受平衡力作用的物体是( )
A. 正在圆形轨道上运动的过山车
B. 正在匀速直线前进的火车
C. 正在加速上升的火箭
D. 正在高速公路上加速行驶的汽车
3. (2 分)一辆卡车在水平路面上匀速行驶,下列选项中的
两个力属于平衡力的是( )
A. 卡车所受的重力和地面对卡车的支持力
B. 卡车所受的重力和卡车对地面的压力
C. 卡车对地面的压力和地面对卡车的支持力
D. 地面对卡车的阻力和地面对卡车的支持力
4. (2 分)一个做匀速直线运动的物体,若同时给它施加一
对平衡力,则物体将( )
A. 立即静止 B. 速度增大
C. 速度减小 D. 保持原来的运动状态
二力平衡条件
5. (2 分)如图所示,放手后纸片不能保持静止,这样的操
作是为了探究物体在平衡状态下所受的两个力( )
A. 大小是否相等 B. 方向是否相反
C. 是否作用在同一物体 D. 是否作用在同一直线上
第 5 题图
第 6 题图
6. (2 分)如图所示,把小车放在水平桌面上,向挂在小车两
边的托盘里加相同的砝码,下列说法正确的是( )
A. 小车对桌面的压力和桌面对小车的支持力是一对平
衡力
B. 小车受到的重力和桌面对小车的支持力是一对平
衡力
C. 小车受到的重力和小车对桌面的压力是一对平衡力
D. 细绳拉小车的力和细绳拉托盘的力是一对平衡力
7. (2 分)竖直向上抛出一小球,小球到达最高点时处于
(选填“平衡”或“非平衡”)状态,你判