内容正文:
第2节 二力平衡(第1课时)
【知识重点】
1.认识到在平衡力的作用下,物体会保持静止或匀速直线运动状态.
2.知道物体的两种平衡状态,知道平衡力的概念.
3.认识和理解二力平衡的条件.(重点)
4.学会区分平衡力和相互作用力.(重点、难点)
【课程集训】
★知识点 平衡状态
如图所示分别是桌面上的花瓶、天花板上悬挂的吊灯、在平直公路上匀速行驶的汽车,请分析它们的受力情况.
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分析:以上物体分别受几个力作用时,也能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,物体处于平衡状态.
1.下列情景中,处于平衡状态的是(D)
★解题指引 做匀速直线运动的物体处于平衡状态,说明物体必须是匀速且直线运动,匀速曲线运动或变速直线运动都不是平衡状态.
2. (物理观念)如图所示,不是处于平衡状态的物体是(A)
★知识点 二力平衡的条件
学生实验:如教材第20页图8.2-2所示,把小车放在光滑的水平桌面上,向挂在小车两端的托盘底加砝码,观察小车在什么条件下会保持平衡状态.
实验步骤
小车在水平方向上的受力情况
小车运动状态是否改变
大小
方向
是否在同一直线
1.使托盘里的砝码质量不相等.
不等
相反
是
是
2.使托盘里的砝码质量相等.
相等
相反
是
否
3.保持两托盘的砝码质量相等并把两个托盘都放到同一侧.
相等
相同
是
是
4.保持两托盘里的砝码质量相等,把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放.
相等
相反
否
是
分析:1.改变左右盘的砝码质量,是为了改变力的大小,从而验证二力平衡是否需要二力大小相等.
2.把两个托盘都放到同侧,是为了验证二力平衡是否需要二力方向相反.
3.把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放,是为了验证二力平衡是否需要二力在同一直线上.
4.实验改进:
主要缺点:受到的阻力较大,无法实现物体在水平方向只受两个力的作用.
优点:受到的阻力很小,基本上可以认为水平方向只受两个力的作用.
优点:悬停在空中时,卡片不受阻力的作用,但卡片的重力必须非常小,可以忽略.
★归纳总结
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,并且作用在同一条直线上,这两个力就彼此平衡.(记忆方法:三同一反——同物体,同大小,同直线,反方向)
【实验过关】 (科学探究)小明“探究二力平衡的条件”的实验,装置如下图.
(1)有甲、乙实验装置,小明应该选乙,原因是减小阻力对实验的影响.
(2)实验中通过改变砝码的质量来探究二力大小的关系.
(3)当小车处于静止状态或匀速直线运动状态时,我们便可认为它受到的力是相互平衡的.
(4)小明发现:同时向左盘和右盘加入一个质量相等的砝码时,小车处于静止状态.此时,他总结出二力平衡的条件之一:两个力大小相等.这种做法是否科学?不科学,原因是实验次数太少,结论具有偶然性.
(5)将小车旋转一定角度,松手后,发现小车旋转后又恢复原状,这说明两个力必须作用在同一直线上上,物体才能平衡.
(6)某次实验时,在左盘放入2 N的砝码,右盘放入1.5 N的砝码时,小车静止,此时小车受到的是(选填“可能是”“是”或“不是”)平衡力.这个现象与二力平衡的条件不完全相符,你认为产生此现象的原因可能是小车受到阻力,小车受到的这个力大小应该是0.5N,方向水平向右.
(7)小红又设计了如图丙所示的方案进行探究,将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整钩码数量来改变拉力的大小.
(8)从实验效果的角度分析,小红认为她的方案也比甲方案好,理由是 C.
A.小卡片是比较容易获取的材料
B.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
C.减少了阻力对实验结果的影响
D.小卡片容易扭转
(9)小卡片的质量要很小,这样就可以忽略重力对实验的影响.
(10)在小卡片平衡时,用剪刀将小卡片从中间剪开,再松手时,小卡片运动,由此说明两个力必须作用在同一物体上才能平衡.
(11)图丁中,两个滑轮一高一低,塑料片静止时受力平衡(选填“平衡”或“不平衡”),利用该装置能(选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件.
★知识点 区分平衡力和相互作用力
比较平衡力和相互作用力的异同点:
力
平衡力
相互作用力
不
同
点
受力物体
两力作用在同一物体上.
两力作用在不同物体上.
力的关系
一个力消失,另一个力可以存在.
两个力同时消失,同时存在.
力的性质
它们的性质可以相同,也可以不同.
两个力的性质一定相同.
相同点,大小相等、方向相反、作用在同一直线上.
1.汽车在平直公路上匀速行驶,下列是一对