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沪科版(HK) 物理(八年级 下)
第七章 运动和力
7.3 二力平衡
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请大家观察与思考四副图中各个物体所处的运动状态是什么?各自受到那些力的作用?
静止的水杯
静止小鸟
匀速下降的跳伞员
受力: F支和G
状态:静止
受力: F支和G
状态:静止
受力: f空和G
状态:匀速下降
新课导入
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二力平衡
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思考:通过上例可知,在一定的条件下,物体即使在受到外力作用时也能保持静止状态或匀速直线运动状态,这是否和牛顿第一定律有些矛盾?
物体不受外力
物体静止或匀速直线运动状态
物体静止或匀速直线运动状态
物体不受外力
物体受平衡力
①
②
牛顿第一定律
不矛盾
新课讲授
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物体在受到几个力的作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡。
一个物体在两个力的作用下,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,则这两个力的平衡就称为二力平衡。
平衡状态
匀速直线运动状态
静止状态
运动
状态
不变
支持力
重力
支持力和重力是平衡力
处于二力平衡状态。
新课讲授
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F支和G二力平衡
f空和G二力平衡
F支和G二力平衡
F支
G
F支
G
f空
G
受力分析
平衡状态
平衡状态
平衡状态
静止
静止
匀速下降
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1.物体受到平衡力作用时所处的状态称为平衡状态,下列物体处于平衡状
态的是( )
D
A.在空中自由下落的苹果 B.在圆形跑道上匀速跑步的运动员
C.竖直向上抛出的石子 D.沿笔直斜坡匀速上行的汽车
【解析】 本题考查平衡状态的判断.物体受到平衡力作用时能保持平衡状态,即静止状态或匀速直线运动状态.A项在空中自由下落的苹果,下落速度越来越快,不处于平衡状态;B项在圆形跑道上匀速跑步的运动员,运动方向不断变化,不处于平衡状态;C项竖直向上抛出的石子,上升过程中速度越来越小,不处于平衡状态;D项沿笔直斜坡匀速上行的汽车,速度大小不变,方向不变,处于匀速直线运动状态,是平衡状态.故选D.
例题
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2.【2023安徽芜湖期中】在以下事例中,处于平衡状态的物体是( )
D
A.甲图中,匀速转动的橡皮
B.乙图中,被渔民抛出且在最高点的渔网
C.丙图中,撑竿上升的运动员
D.丁图中,推而未动的箱子
【解析】甲图中,匀速转动的橡皮在做圆周运动,运动方向一直发生变化,所以不是处于平衡状态;乙图中,被渔民抛出且在最高点的渔网只受到重力作用,受到的力是非平衡力,所以不是处于平衡状态;丙图中,撑竿上升的运动员受到的弹力大于重力,受到非平衡力的作用,所以不是处于平衡状态;丁图中,推而未动的箱子处于静止状态,所以是处于平衡状态,故选D。
例题
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二力平衡最简单。那么什么样的两个力才能使物体处于平衡状态呢?
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二力平衡的条件
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实验探究:二力平衡条件
二力平衡要满足什么条件?
提出问题
猜想与假设
力的大小、方向、作用点是决定力的作用效果的三个要素。探究二力平衡的条件,可以从这三个要素来考虑。
(从力的三要素来考虑)
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设计实验
①为了探究二力平衡的条件,使用的实验方法是什么?
②实验过程中如何改变拉力的大小?
③对于实验器材有什么要求?定滑轮的作用是什么?
④实验过程中选择让物体保持静止而不是匀速直线运动状态的原因?
控制变量法
改变砝码数量
轻质纸板
静止状态更便于控制
细绳
改变力的方向
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新课讲授
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进行实验
1.两个盘子里装着质量相同的砝码。纸板M在水平方向上受到两个力F1、F2的作用,这两个力之间有什么关系?纸板所受合力的大小、方向怎样?
2.把纸板转动一小角度,此时作用在纸板上的两个力是否还在一条直线上?松手后,纸板怎样运动?
3.如果在右边的盘子里再加一个砝码,而左边的盘子不增加砝码,纸板的运动情况会怎样?还会平衡吗?
转动
向右变速运动
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收集与分析数据
纸板所受两个力的大小(相等、不相等) 纸板所受两个力的方向(相同、相反) 纸板所受两个力是否在同一直线上(是、否) 纸板是否平衡
(是、否)
相等 相反 是 是
相等 相反 否 否
不相等 相反 是 否
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作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
简记:同体、等大、反向、共线。
图中的哪个物体能保持静止状态?为什么?
实验结论
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实验误差分析
【不可靠】
该实验中木块还会受到摩擦力作用。
1. 采用更光滑的桌面。
2. 把滑动变滚动。
以下设计的实验结果可靠吗?为什么?
【改进措施】
3. 使接触面分离。
如何设计实验使接触面分离呢?
(如玻璃、加润滑剂)
(如把木块换成小车)
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