内容正文:
第2节 二力平衡
2
01平衡状态的判断 3
02实验探究:二力平衡条件 6
8
03概念辨析法判断二力平衡 8
04状态分析法判断二力平衡 10
05平衡力与相互作用力的区别 12
06平衡力与相互作用力的受力分析 14
07二力或多力的平衡问题 16
08力与图像的综合问题 17
【基础演练】 19
【提升拔高】 27
1. 当物体处于 或 状态时,物体处于 状态,处于平衡状态的物体受 力,其合力 。
2.作用在 ,大小 ,方向 ,并且 ,我们就说这两个力平衡。
1. 现象探究
项目
图示
受力情况
运动状态
屋内的吊顶灯
受竖直向下的重力G和吊绳对它的竖直向上的拉力F拉
静止状态
放在水平面上的茶杯
受竖直向下的重力G和桌面对它的支持力F支
告诉公路上匀速直线运动的汽车
受竖直向下的重力G、路面对它竖直向上的支持力F支、向前的牵引力F牵和向后的阻力F阻
匀速直线运动状态
空中匀速直线飞行的飞机
受竖直向下的重力、竖直向上的升力、向前的推力和向后阻力
探究归纳
物体受到力的作用时能保持静止或匀速直线运动状态,及运动状态不变
【点拨】速度为零的不平衡状态
速度为零的物体不一定处于平衡状态。例如:物体以一定的初速度竖直向上抛出,当它到达最高点时,速度为零,但是受力却不平衡,只受到竖直向下的重力它并没有处于平衡状态。速度为零时,判断物体是否处于平衡状态,关键看其原状态能否“保持”。
2. 平衡状态
物体受到几个力的作用时如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说物体处于平衡状态
3. 力的平衡
(1)平衡力:使物体处于平衡状态的两个力(或多个力)叫做平衡力。
(2)二力平衡:当物体受到两个力的作用时,如果物体保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这两个力相互平衡,简称二力平衡。
课外拓展:平衡力与不受力
(1)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速直线运动状态。
(2)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。
01平衡状态的判断
【典例1】下列物体受到平衡力作用的是( )
A.以大小不变的速度围绕地球做圆周运动的人造卫星 B.竖直向上抛出的石子
C.在水平公路上沿直线匀速行驶的汽车 D.从光滑斜面上下滑的小球
【变式1-1】疫情期间利用无人机给居民送包裹,如图所示,无人机在空中沿水平方向匀速飞行,下列说法正确的是( )
A.以无人机为参照物,包裹是运动的 B.无人机具有惯性,包裹不具有惯性
C.包裹受到平衡力的作用 D.无人机的速度增大时,惯性增大
【变式1-2】如图所示,绳子吊着小球从A点静止释放,小球会摆动到B点再摆动到最高点C点,小球摆到C点时,小球处于 状态。(选填“平衡”或“非平衡”)
4. 实验探究:二力平衡的条件
提出问题
二力平衡的条件是什么?
设计实验
实验时,让小车在水平方向上只受到两个力F1和F2的作用,我们从力的大小、方向去探究在水平方向上F1和F2满足什么关系时,小车可以保持平衡,最后再验证二力平衡时需要作用在同一物体上这一条件。
实验器材
滑轮两个、砝码若干(选最大的)、两个相同托盘(为了使两边拉力相等)、小车、细绳、光滑桌面(阻力小,以减小阻力对实验的影响)等。
实验步骤
(1)将细绳分别系于小车的两个挂钩上且保持两根细绳在一条直线上(图甲),在两个托盘中放入砝码,第一次左盘中砝码质量大,即F1>F2,观察小车的运动情况;第二次左右两盘中砝码质量相等,即F1=F2,观察小车运动情况;第三次左盘中砝码质量小,即F1<F2,观察小车运动情况。比较三次实验现象,可得只有当F1=F2,时小车才能静止。
(2)如图乙所示,在两个托盘中各放一个质量相等的砝码,将小车旋转一定角度,使两个拉力不在一条直线上,观察到小车会发生转动,最终直到F1和F2在同一条直线上时静止下来;
(3)如图丙所示,把两个托盘上的细绳都系于一个挂钩上,两盘中的砝码质量相等,让两个托盘都向左拉小车时,会发现小车向左运动。
(4)如图丁所示,将两个相同的小车用细绳连接,分别系住一个托盘,保证两侧拉力大小相等、方向相反,作用在同一直线上,剪断连接的细绳后观察到左边的小车向左运动,右边小车向右运动。
实验记录
两个力的大小(相等或不相等)
两个力的方向(相同或不相同)
两个力是否在同一直线上
是否作用在同一物体上
小车是否平衡
操