内容正文:
9.1 二力平衡(考点解读)
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理解二力平衡的含义,要抓住两个要点:(l)一个物体,同时受两个力作用;(2)物体保持静止状态或匀速直线运动状态(即物体处于平衡状态)
知识点讲解
1、二力平衡的概念
(1)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;也可以这样理解:两个力同时作用在同一物体同一直线上,如果物体保持静止或匀速直线运动状态,则这两个力对物体运动状态的作用效果相互抵消(合力为0),我们就说这两个力平衡。
(2)二力平衡特点: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。简单的说就是:同体、等大、反向、共线。
2、平衡力及平衡状态的判定
(1)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;
(2)平衡状态:物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态;
(3)物体收到平衡力的作用,那么物体就处于平衡状态。
3、平衡力和相互作用力的区分
(1)二力平衡特点:同体、等大、反向、共线。
(2)相互作用力特点:不同体、等大、反向、共线。
4、二力平衡条件的应用
(1)二力平衡的条件是:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡,对于二力平衡条件,我们必须注意上面四个要点,且这四个要点缺一不可;
(2)在平衡力作用下,原来处于静止状态的物体,依然处于静止状态,原来运动的物体,一定以原来的速度做匀速直线运动;
(3)静止的物体只受两个力作用时,这两个力一定是平衡力;匀速直线运动的物体,如果只受两个力作用,那么这两个力也一定是平衡力。
5、探究二力平衡的条件实验
【实验目的、原理、方法】
①实验目的:探究二力平衡的条件;
②实验原理:力能改变物体的运动状态;
③实验方法:控制变量法。
【实验器材】
小车、棉线、钩码、滑轮、水平桌面、小纸片。
【器材作用及图像】
①小车:实验主体;
②棉线:连接小车与钩码;
③钩码:提供和改变对小车的拉力;
④滑轮:改变力的方向。
【实验步骤】
如图甲:
步骤①把小车放在光滑的水平桌面上,向挂在小车两端的托盘里放钩码。这样小
车在水平方向受到两个拉力,用力的示意图画出小车受到的两个拉力。观察小车在什么情况
下保持运动状态不变;
步骤②用手按住小车,改变两端钩码数量,使两个拉力大小不等。然后松手,观察小车能
不能保持静止;
步骤③用手按住小车,让两端钩码数量相等,让两个力的方向相同,然后松手,观察小车
能不能保持静止;
步骤④用手按住小车,让两端钩码数量相等,让小车扭转一个角度,然后松手,观察小车
能不能保持静止;
步骤⑤用手按住小车,让两端钩码数量相等,再让拉力方向相反,且在同一条直线上,然
后松手,观察小车能不能保持静止。
如图乙:
步骤⑥剪刀将硬纸片从中间剪开,观察小车能不能保持静止。
【实验结论】
二力平衡的条件要求这两个力:
1、大小相等(等大) 2、方向相反(反向)
3、同一直线(共线) 4、同一物体(同体)
典例分析+变式训练
考点1 二力平衡的概念
【典例1-1】如图所示汽车在水平公路上做匀速直线运动。关于汽车受力示意图正确的是( )
A. B. C. D.
【变式1-1】(2022春•德城区期中)作用在同一物体上的两个力要平衡,必须满足的条件是:大小 ,方向 ,作用在 。
考点2 平衡力及平衡状态的判定
【典例2-1】(2022春•闽侯县期中)如图所示是每0.1s拍摄一次的小球运动的频闪照片,其中受平衡力作用的是( )
A. B. C. D.
【典例2-2】(2022春•中牟县校级月考)2021年10月16日神舟十三号载人飞船将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空,他们随空间站天和核心舱每90分钟绕地球一圈。在运转过程中,天和舱受到的 (选填“是”或“不是”)平衡力的作用,因为 。
【变式2-1】(2022春•浦北县校级月考)关于平衡力,下列说法正确的是( )
A.物体只有静止时受到的力才是平衡力
B.匀速上升的直升机受到的力是平衡力
C.物体受到三个力的作用时一定不会平衡
D.绕地球匀速飞行的卫星受到平衡力的作用
【变式2-2】(2023•碑林区校级二模)在一辆向右行驶的汽车车厢的顶壁上挂着一个小球(空气阻力忽略不计)。当出现了如图所示的情景时,汽车在做 (填“加速”、“匀速”、“减速”)运动。此时绳子对球的拉力和