内容正文:
第2节 二力平衡
知识点1:平衡状态和平衡力(重点)
1.平衡状态∶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,我们就说这个物体处于平衡状态。
2.平衡力:物体在受到几个力作用时,如果处于平衡状态,则这几个力相互平衡。
3.平衡力与平衡状态之间的关系
实际生活中,不受力的物体不存在,当无特殊说明时,若物体处于静止或匀速直线运动状态,则一定受到平衡力的作用;若物体受到平衡力的作用,则一定处于静止或匀速直线运动状态。
理解:速度为零的物体处于平衡状态吗?
物体的速度为零的情况有两种∶一种是保持静止状态时速度一直为零,此时物体处于平衡状态;另一种是运动过程中的某个瞬间速度为零,比如将小球从某一高度自由释放,释放瞬间小球速度为零,或将小球坚直向上抛出,小球上升到最高点时速度也为零;此时小球虽然速度为零,但并不能持续保持静止状态,因此小球不处于平衡状态。
平衡状态:(1)静止状态;(2)匀速直线运动状态
应用1 :认识平衡状态和非平衡状态
例1:某同学在站在升降电梯里受电梯的支持力为F和重力为G,当电梯从底层由静止开始向上加速时,F______G;当电梯向上减速停下来时,F______G,当电梯在较高楼层由静止向下加速运动时,F______G;当电梯向下减速停下来时,F______ G。(>/=/<)。上述四种情况属于______(是/非)平衡状态。
知识点2二力平衡的条件(重点)
1.二力平衡∶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,则物体处于平衡状态,这两个力相互平衡。如静止在桌面上的课本、在空中匀速下降的跳伞运动员。
2.二力平衡的条件∶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。
3.判断两个力是否为平衡力的方法
(1)看这两个力是否满足二力平衡的条件,若满足,则二力平衡。
(2)根据物体的运动状态判断∶若物体只受到两个力,且在这两个力的作用下处于平衡状态,则这两个力平衡。
4.一对平衡力和一对相互作用力的辨析
平衡力
相互作用力
相同点
大小相等,方向相反,作用在同一条直线上
不同点
受力物体
作用在同一物体上
作用在两个不同物体上
受力情况
受力物体是同一物体,施力物体是其他不同物体
两个物体互为施力物体,互为受力物体
力的变化
一个力变化(增大、减小或消失),另一个力不一定变化,此时物体失去平衡
同时产生,同时变化,同时消失
受力效果
使物体保持静止或匀速直线运动状态
两个力分别产生各自的效果
以静止在桌面上的书本为例,平衡力和相互作用力的示意图如下∶
一对平衡力∶书受到的重力G与桌面对书的支持力F。
一对相互作用力∶桌面对书的支持力F写书对桌面的压力F'。
知识点3 二力平衡条件的应用(重难点)
1.根据受力情况判断物体的运动状态
(1)不受力或受平衡力时∶物体处于静止或匀速直线运动状态。
(2)受非平衡力时∶物体的运动状态发生改变。
2.根据物体的运动状态判断物体的受力情况
(1)物体静止或做匀速直线运动∶物体不受力或受到平衡力作用。
(2)物体的运动状态发生改变(如速度大小或方向变化)∶物体一定受力且受非平衡力的作用。
3.当物体受到两个力的作用而平衡时,如果知道其中一个力的大小和方向,就可以根据二力平衡条件得出另一个力的大小和方向。
知识拓展:
合力:
(1)合力∶如果一个力产生的作用效果跟几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫那几个力的合力。组成合力的每一个力叫做分力。
(2)合力的大小∶①同一条直线上方向相同的两个力F1和F2的合力∶F合=F1+F2,合力的方向与两个力的方向相同。②同一条直线上方向相反的两个力F1和F2的合力∶F合= IF1-F2I,合力的方向与较大的那个力的方向相同。③对于任意的合力F合与两个分力F1和 F2都有这样的关系∶IF1-F2I≤F合≤F1+F2。
(3)合力与分力蕴含的物理方法∶等效替代法。
应用2:认识二力平衡
例2:如图所示为某班教室中悬挂的电扇。根据力的作用是相互的可知,电扇未开启时,天花板对吊扇的拉力______电扇的重力,电扇开启正常工作时,天花板对吊扇的拉力______电扇的重力(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
应用3:二力平衡条件的应用
例3:如图所示,一位同学在弹簧测力计的两端沿水平方向各施加3N的拉力,并使其保持静止,此时弹簧测力计的示数为( )
A.0N B.3N C.6N D.12N
实验 探究二力平衡的条件
【实验装置】
【实验操作】
(1)探究二力平衡时两个力大小是否相等
①在小车左边托盘中放一个砝码,右边放两个砝码(使两托盘里的