7.4 探究物体受力时怎样运动-【教材解读】2024春八年级下册物理（沪粤版)

７．４　探究物体受力时怎样运动 知识点一　什么是二力平衡 现象探究 (１)桌上的书、弹簧上的小球、房顶上的灯均在力的作 用下处于静止状态,如图所示. 　　　 　　　 (２)匀速直线行驶的汽车、匀速直线飞行的飞机均在 力的作用下处于匀速直线运动状态,如图所示. 　 分析:物体在受到力的作用时也可以保持静止或匀速 直线运动状态. 归纳:一个物体在两个力的作用下,保持静止状态或 做匀速直线运动,我们就说这两个力互相平衡,或者 说物体处于二力平衡状态. 物体是否受力平衡的判断方法 【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．沿光滑斜坡向下滚动的小球 D．在空中匀速直线下降的跳伞运动员 解析:物体受到平衡力作用时能保持平衡状态,即静止 平衡之美 速度为０的“不平衡” 速度为０的物体不一定处 于平衡状态.例如:被竖直 向上抛向空中的物体达到 最高 点 时,速 度 为 ０,但 因 为它还受到竖直向下的重 力作用,受力不平衡,因此 它并没有处于平衡状态. 平衡力与不受力 当物体受到平衡力作用时, 这几个力的作用效果相互 抵消,物体运动状态不变, 即相当于物体不受 力.根 据牛顿第一定律可知,此时 物体应处于静止状态或匀 １１１ 速直线运动状态. 但物体不受力时,形状不会 发生改变;物体受平衡力作 用 时,形 状 可 能 会 发 生 改变. 物体的平衡状态包括静止 状态和匀速直线运动状态. 实验时,由于匀速直线运动 状态不好控制,所以让小车 处于静止状态来研究二力 平衡的条件. 常考的实验装置及分析 力的大小相同、方向相反, 作用在同一条直线上,纸片 保持静止. 　或匀速直线运动状态.在空中自由下落的苹果,下落 速度越来越快,不是平衡状态;竖直向上抛出的石子, 上升速度越来越慢,不是平衡状态;沿光滑斜坡向下滚 动的小球,速度越来越大,不是平衡状态;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,是平 衡状态. 答案:D 知识点二　 二力平衡的条件　【重点】 探究二力平衡的条件 【提出问题】 当物体受到两个力的作用而处于平衡状态时,这两个 力的大小、方向存在什么关系? 它们在一条直线上吗? 【猜想与假设】 物体在两个力的作用下处于平衡状态,这两个力大小 应该相等、方向应该相反而且在同一条直线上. 【设计实验】 如图所示,将小车放在光滑的水平桌面 上,使小车在水平方向上受两个力的作 用.采用控制变量法进行探究,分别改 变这两个力的大小(通过改变砝码的质量实现)、方向 和是否共线(通过扭转小车实现),由静止释放小车, 观察小车在什么条件下会保持静止状态不变. 【进行实验】 (１)控制力的方向相反,保持两个力在同一直线上,使 两个力大小不同,即在两侧的细线上悬挂质量不等的 砝码. ⇒ 现象:小车向砝码 质 量 大 的 一 侧 运动. 分析:小车左右两侧受到的力方向 相反,在同一条直线上,但大小不 同,小车不能处于平衡状态. (２)控制力的方向不变,保持两个力在同一直线上,使 两个力大小相等,即在两侧细线上悬挂质量相等的 砝码. ２１１ 　 ⇒ 现象:小车保持静止. 分析:小车左右两侧受到的力大小 相同,方向相反,在同一条直线上, 小车处于平衡状态. (３)控制力的大小不变,方向保持相反,但不在一条直 线上,即在两侧细线上悬挂质量相等的砝码,把小车 扭转一个角度. ⇒ 现象:小车动起来. 分析:小车左右两侧受到的力大小 相同,方向相反,但不在一条直线 上,不能处于平衡状态. (４)控制力的大小不变,保持两个力在同一直线上,改 变一个力的方向,即在细线上悬挂质量相等的砝码, 把细线挂在小车的同一侧. ⇒ 现象:小车动起来. 分析:小车水平方向受到的两个力 大小相同,在一条直线上,方向也相 同,小车不能处于平衡状态. 【实验记录】 实验 序号 小车在水平方向所受二力的情况 大小 方向 是否在同一直线上 小车状态 (静止、运动) (１) 不相等 相反 是 运动 (２) 相等 相反 是 静止 (３) 相等 相反 否 运动 (４) 相等 相同 是 运动 【实验结论】 只有当小车受到的两个力大小相等、方向相反、作用 在同一直线上时,小车才会处于平衡状态. 二力平衡的条件:作用在同一个物体上的两个力,必 须大小相等,方向相反,并作用在同一条直线上. 【注意事项】 (１)应选择尽量光滑的桌面并确保滑轮和车轮转动灵 活,以减小阻力对实验的影响. 力的大小相同、方向相反, 但不在同一条直线上,纸片 运动. 力的大小不同、方向相反, 作用在同一条直线上,纸片 运动. 二力平衡的条件 “同 体”———作 用 在 同 一 个 物体上; “等 大”———两 个 力 的 大 小 相等; “反 向”———两