8.2 二力平衡-2023-2024学年八年级下册物理精剖细解讲义（人教版）

8.2 二力平衡 ——精剖细解学习讲义 知识点：二力平衡 1、平衡力和平衡状态 实例分析： 图例 研究对象 受力情况 运动状态 杯子 受重力和桌面给它的支持力 静止 汽车 受重力、地面给它的支持力、向前的牵引力和向后的阻力 匀速直线运动状态 如果物体受到几个力作用，但却保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡，或者说物体受到平衡力的作用，这是物体处于平衡状态。物体处于平衡状态时，可能静止，也可能做匀速直线运动状态。 平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状态。 平衡力：若物体在几个力作用下保持平衡状态，我们就把这几个力为平衡力。牛顿第一定律中“没有受到力的作用”，可以理解为“物体受到了平衡力”的作用。 对平衡力和平衡状态的理解： 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。 物体受平衡力作用时，几个力的作用效果会相互抵消，相当于不受力。 若物体处于静止或匀速直线运动状态，则物体不受力或受平衡力的作用。当推箱子，箱子不动时，箱子的受力情况虽发生改变，但仍处于静止状态，其所受的力依然平衡。 物体受平衡力与物体不受力的区别：①从物体是否发生形变看，物体不受外力时，不发生形变；物体受平衡力时虽然运动状态不变，但会发生形变；②从运动状态上看，受平衡力与不受力对物体的运动状态而言是等效的，物体都处于静止状态或匀速直线运动状态。 牛顿第一定律中“物体在没有受到力的作用时”是一种理想状态，是不存在的，而物体不受力和受平衡力的作用效果是等同的。 物体静止时速度为零，但物体速度为零时并不一定静止。如竖直上抛达到最高点的物体在最高点时速度为零，但不能保持，故在最高点时物体不是处于静止状态。 当物体受非平衡力作用时，其运动状态是变化的，有的由静止到动，有的由动到静止，有的由快变慢，有的由慢变快，还有的改变运动方向做曲线运动。 1．下列各种动作中，在水平地面上无法保持平衡的是（　　） A． B． C． D． 2．利用频闪相机拍摄的运动中（每隔相同时间曝光一次）小球的照片如图所示，箭头表示运动方向，其中小球受到平衡力的是（　　） A． B． C． D． 3．下列物体中，受力平衡的是（　　） A．投篮后上升到最高点时的篮球 B．匀速转弯的火车 C．在平直轨道上匀速行驶的汽车 D．绕地球匀速飞行的卫星 2、实验：二力平衡的条件 【提出假设】 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】 两个相同托盘、小车、细绳、光滑桌面、滑轮两个、砝码若干等。 【实验装置图】 【实验步骤】 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，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。 【实验现象】 第一次小车往左边运动； 第二次小车保持静止； 第三次小车往右边运动。 【实验数据】 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 实验 不相等 相反 是 是 否 相等 相反 是 是 是 【分析与论证】 当作用在同一小车上的两个力大小相等、方向相反、在同一直线上时，小车处于平衡状态，当不满足其中任何一个条件时，小车不平衡。 【实验结论】 作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡。 【实验改进】 用卡片探究二力平衡的条件：为了消除小车和桌面之间的摩擦给实验带来的影响，也可以设计如图所示的实验，将系于轻质小卡片（重力可以忽略不计）两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮，在细线的两端挂上钩码，来探究二力平衡的条件。实验中的研究对象是小卡片，小卡片受到两边细线的拉力作用，拉力的大小等于钩码的重力。 本实验中多次测量的目的是：让实验结论更具有普遍性。 实验中，桌面必须水平，否则小车的重力会影响实验。 实验中，如果两侧的砝码个数不相等但小车仍然处于静止状态，则原因是：小车与桌面之间的摩擦力对实验有影响。 本实验中选用了小车而不选用木块，理由是：滚动摩擦代替滑动摩擦代可以减小摩擦力。 二力平衡：一个物体同时受到二个力的作用时，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，那么这两个力九彼此平衡，我们称之为二力平衡。 二力平衡特点：同体、等大、反向、共线。 二力平衡的条件是：作用在一