内容正文:
第三节 力的平衡
素养目标
1. 知道静止和匀速直线运动状态是平衡状态,此时物体受平衡力的作用,理解平衡的条件。(物理观念)
2. 通过对实验的对比和数据的归纳,得出二力平衡的条件。(科学思维)
3. 探究二力平衡的条件,举例区分平衡力和相互作用力。(科学探究)
4. 在探究实验中培养处理实验数据的能力和分析归纳的能力。(科学态度与责任)
一、二力平衡
1. 平衡状态:物体如果能保持 静止 或 匀速直线运动 状态,我们就说该物体处于平衡状态。
2. 二力平衡:如果物体在两个力的作用下处于平衡状态,这两个力就互称为 平衡力 ,这时的状态称为 二力平衡 。
二、二力平衡的条件
3. 二力平衡的条件:作用在 同一物体 上的两个力 大小相等 、 方向相反 、作用在 同一直线上 。
【判一判】
1. 物体只有在静止时受到的力是平衡力。 ( × )
2. 作用在同一条直线上的两个力,大小相等,这两个力一定是平衡力。 ( × )
3. 物体在平衡力的作用下,处于静止状态或匀速直线运动状态。 ( √ )
4. 物体受到的拉力和重力的大小相等,这两个力一定是平衡力。 ( × )
5. 处于平衡状态的物体一定受到平衡力的作用。 ( × )
6. 围绕地球做匀速运动的卫星受到平衡力的作用。 ( × )
【选一选】
7. 下列常见的生活现象中,物体受力平衡的是( D )
A. 飞行的鸟变慢
B. 骑自行车转弯
C. 汽车启动
D. 平直匀速行驶的动车
平衡状态和平衡力
观察图中的物体受力情况,请探究回答下列问题。
图甲中的两个力是一对什么力?为什么?
答案:图甲中电灯受到的拉力和重力是一对平衡力。因为物体在两个力的作用下处于静止状态或匀速直线运动状态,我们说物体处于平衡状态,此时物体受到的两个力互称平衡力。电灯在拉力和重力的作用下处于静止状态,所以拉力和重力是一对平衡力。
图乙中的两个力是一对什么力?和图甲中的两个力有什么不同?
答案:图乙中的两个力叫做相互作用力。和图甲中的两个力的区别在于,图甲中的两个力作用在同一个物体上,图乙中的两个力分别作用在两个不同的物体上,压力作用在桌面上,支持力作用在木块上。
分别说出图甲中的相互作用力和图乙中的平衡力。
答案:图甲中的相互作用力是电线对电灯的拉力和电灯对电线的拉力。图乙中的平衡力是木块受到的重力和桌面对木块的支持力。
如图是投掷实心球的场景,实心球在D位置静止。下列说法正确的是( D )
A. 实心球从A到B的过程中,受到平衡力的作用
B. 实心球从B到C的过程中,受到平衡力的作用
C. 实心球从C到D的过程中,受到平衡力的作用
D. 实心球在D位置受到平衡力的作用
当物体处于静止或匀速直线运动状态时叫做平衡状态,此时物体受到的力为平衡力,据此判断即可。
解析:实心球从A到B过程中,其运动的方向和速度都发生了变化,故没有受到平衡力的作用,故A错误;实心球从B到C的过程中,速度增大,故没有受到平衡力的作用,故B错误;实心球从C到D的过程中,速度变小,故没有受到平衡力的作用,故C错误;实心球在D位置处于静止状态,受到平衡力的作用,故D正确。
1. 正月十五是我国传统节日元宵节。这一天人们不仅要食用传统食物元宵,还要打灯笼、猜灯谜,因此这一天也被称为灯节。如图所示,挂在绳子下端的灯笼处于静止状态,下列受力分析正确的是( A )
A. 灯笼受到的重力和绳子对灯笼的拉力是一对平衡力
B. 灯笼受到的重力和灯笼对绳子的拉力是一对相互作用力
C. 灯笼对绳子的拉力和绳子对灯笼的拉力是一对平衡力
D. 灯笼对绳子的拉力和绳子对灯笼的拉力作用点相同
解析:灯笼受到的重力和绳子对灯笼的拉力大小相等,方向相反,作用在同一个物体上,且作用在同一直线上,所以是一对平衡力,故A正确;灯笼受到的重力和灯笼对绳子的拉力方向相同,所以不是一对相互作用力,故B错误;灯笼对绳子的拉力和绳子对灯笼的拉力是作用在不同物体上的两个力,所以不是一对平衡力,故C错误;灯笼对绳子的拉力作用点在绳子上,绳子对灯笼的拉力作用点在灯笼上,二力作用点不相同,故D错误。
2. 下列有关平衡力的说法,正确的是( C )
A. 物体在平衡力的作用下,一定是静止的
B. 平衡力一定是作用在两个物体上的力
C. 静止在桌面上的苹果受到平衡力的作用
D. 处于平衡状态的物体,一定是受到两个平衡的力
解析:物体在平衡力的作用下处于静止状态或匀速直线运动状态,平衡力一定作用在同一物体上,且可能是两个力平衡也可能是多个力平衡。
3. 下列四种情况中,物体处于平衡状态的是( C )
A. 草地上滚动的足球
B. 自由下落的石块
C. 双手握住竖直的竹竿匀速上爬的人
D. 沿斜坡向上减速行驶的汽车
探究二力平衡的条件
如图所示,甲、乙两幅图都是探究二力平衡条件的装置图,