内容正文:
探索 物理
Exploring physics
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第2节 二力平衡
第八章 运动与力
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导入
不受力的物体是否存在的?
不存在,我们周围的物体都受到力的作用。
根据牛顿第一定律,物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态;而在生活中,在受力的情况下,物体有时也会保持静止或匀速直线运动状态,即运动状态不变,为什么呢?
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一、二力平衡的条件
桌面上的花瓶,受到哪些力?请画出力的示意图。
花瓶受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力。
这两个力的作用效果跟花瓶没有受到力的作用是一样的,所以花瓶静止。
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一、二力平衡的条件
天花板上悬挂的吊灯受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力,保持静止状态。
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一、二力平衡的条件
在平直道路上匀速直线行驶的汽车,受到重力、支持力、阻力和牵引力。
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一、二力平衡的条件
物体受到几个力作用时,如果保持静止或者匀速直线运动状态,我们就说这几个力相互平衡(平衡力),物体处于平衡状态。(这几个力的作用效果相互抵消)
平衡状态:静止或者匀速直线运动状态。
速度为零的物体一定处于平衡状态吗?
速度为零的物体不一定处于平衡状态,如竖直向上抛出的物体到达最高点的瞬间。
最简单的平衡力是二力平衡。
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一、二力平衡的条件
实验:探究二力平衡的条件
把小车放在光滑的水平桌面上,向挂在小车两端的托盘里加砝码。
观察小车在什么条件下会保持运动状态不变?
小车水平方向所受的拉力大小与托盘和砝码的总重力相等,G=mg,所以拉力大小可以通过质量的多少来改变。
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一、二力平衡的条件
操作1:用手按住小车不动,两个托盘分别加质量不相等的砝码和质量相等的砝码,放手后观察两次小车运动状态的变化。
操作2:用手按住小车不动,把两个托盘放在小车的同一侧,加入相等质量的砝码,放手后观察小车运动状态的变化。
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一、二力平衡的条件
操作3:在两个托盘中加相等质量的砝码,使小车静止,用手把小车在水平桌面上扭转至某一角度,使两个力不作用在同一直线上,放手后观察小车运动状态的变化。
操作4:用两个相同的小车分别系住一个托盘,用手按住,保证二力大小相等、方向相反,作用在同一直线上,放手后观察两个小车运动状态的变化。
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一、二力平衡的条件
请把实验条件和现象记录在下面的表格中:
小车在水平方向所受二力的情况 小车运动状态是否改变
大小 方向 是否在一条直线上 是否作用在同一个物体上
操作1
操作2
操作3
操作4
相等
相反
是
是
否
不相等
相反
是
是
是
相等
相同
是
是
是
相等
相反
否
是
是
相等
相反
是
否
是
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一、二力平衡的条件
分析实验结果,总结二力平衡需要什么条件?
二力平衡的条件:作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一直线上,这两个力就彼此平衡。
【口诀:同体、等大、反向、共线】
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一、二力平衡的条件
注意事项:
①桌面要光滑,并且选取质量较大的砝码,以削弱摩擦力的影响。
②所用的两个托盘要相同。
该实验中,可以利用小卡片代替小车,这样设置的好处是?还会存在什么问题?
小卡片不会受到摩擦力,但会受到重力,也会对实验结论造成影响。
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一、二力平衡的条件
小试牛刀:1.图中作用在物体上的力属于平衡力的是( )
D
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一、二力平衡的条件
2.如图所示是小吕踢足球的情景,下列分析正确的是( )
A.踢球时,球对脚没有作用力
B.球在空中飞行仍受到脚的作用力
C.脚对球的力和球的重力是一对平衡力
D.球静止在水平地面时,球的重力与地面的支持力是一对平衡力
D
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一、二力平衡的条件
3.如图甲所示为小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角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 来改变拉力的大小。
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,
松手后小卡片 (填“能”、“不能”)平衡,设计此实验步骤的目的是探究
钩码个数
不能
二力平衡的两个力是否作用在同一直线上。
一、二力平衡的条件
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小华下一步的操作是 。
(4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是( )
A.减少摩擦力对实验结果的影响
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
用剪刀将