内容正文:
第2节 二力平衡
实际情况下,一切物体都要受力,那么物体为什么能保持静止状态或匀速直线运动状态?
一切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。
牛顿第一定律:
引入
不受力的物体是不存在的,那这个定律……
口杯,被匀速吊起的大象处于什么状态?它受到力的作用吗?若受到,它又受到那些力的作用?这些力可能存在什么关系?
物体受力处于静止状态
一、平衡状态 平衡力
也能处于匀速直线运动状态
物体虽然受力,但是这几个力的作用效果相互抵消,相当于不受力。我们就说这几个力平衡。
这时物体处于平衡状态。
静止状态
匀速直线运动状态
放在桌面的口杯,
1.平衡状态:物体受到两个(或多个)力的作用时,能保持静止或匀速 直线运动状态,我们就说物体处于平衡状态。
2.平衡力:使物体处于平衡状态的两个力(或多个力).
G
3.二力平衡: 如果物体只受到两个力而处于平衡状态,这种情况叫做 二力平衡
一、平衡状态和平衡力
保持静止或
匀速直线运动
不受外力
受平衡力
下列情况是否是平衡状态:
小孩荡秋千
雨点匀速竖直下落
课桌上静止的笔盒
正在行走的秒针
水平匀速飞行的飞机
√
√
√
×
×
平衡状态:匀速直线运动状态或静止
飞机在水平方向受到的牵引力和空气阻力是一对平衡力,故飞机能匀速向前飞行。
正在匀速下降的跳伞运动员受到的总重力和空气阻力是一对平衡力,所以运动员能匀速下降。
平衡的二力有什么关系?
电灯受的拉力F 与重力G 二力平衡,F 与G 的大小、方向、作用点有什么关系
受平衡力作用处于静止状态
悬挂着的电灯
实验器材:
小车、带有定滑轮的长木板、细绳、钩码、托盘
二力平衡的条件
设计实验,探究二力平衡时它们大小、方向、作用点应该有什么关系?
实验探究
探究二力平衡条件
猜想:
两个力的大小可能要相等
两个力的方向可能要相反
两个力可能要在一条直线上
两个力应该在同一物体上
实验方法:控制变量法,分别改变物体受到的两个力的大小、方向、作用点,当物体处于静止时,二力平衡。
作用在同一物体上
大小相等
方向相反
作用在同一直线上
二力平衡条件
同体
等大
反向
共线
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。
平衡力
运动状态不改变
向上匀速:
F=G
向下匀速:
F=G
静止:
F=G
一个物体只受拉力和重力的作用
平衡力与运动状态的关系
有平衡力作用在物体上,运动状态不改变;
非平衡力
运动状态改变
向上加速:
向下加速:
F>G
运动状态改变,一定有力作用在物体上,并且是不平衡的力。
F<G
非平衡力与运动状态的关系
三、二力平衡条件的应用
1.求力的大小,方向
求重力大小
二力平衡条件
2.匀速降落的运动员总重800N,求空气阻力的大小和方向
静止
一辆小车受到50 N的拉力和30 N的阻力,车怎样运动?
v
F1=50 N
F2=30 N
已知物体受力
二力平衡条件
物体运动状态
2.根据受力情况判断物体运动状态
向左做加速直线运动
四、平衡力与相互作用力的区别与联系
1、相同点:二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上;
2、不同点:平衡力作用在同一物体上,二力性质可不同;相互作用力作用在两个物体上,但二力性质一定相同。
静止的吊灯
平衡力
重力——拉力
相互作用力
灯拉绳——绳拉灯
二力作用于同一物体
二力作用于不同物体,且互换
在平直公路上匀速行使的汽车受到几对平衡力的作用?为什么说它们是互相平衡的?在乙图上画出汽车受力的示意图。
例:
水平方向上,汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力。
竖直方向上,汽车受到的重力和支持力是一对平衡力。
每一对力都是大小相等,方向相反,作用在同一直线上,且都作用在汽车上,相互平衡。
F1=5 N
F2=5 N
A
F1=3 N
F2=5 N
B
F1=5 N
F2=5 N
C
F1=5 N
F2=5 N
D
1、下图中,二力能平衡的是( )
D
2.起重机以1 m/s的速度匀速吊起一个重物,钢丝绳对重物的拉力是6 000 N。若起重机吊着这个物体以2 m/s的速度匀速下降,这时钢丝绳对重物的拉力是( )。
A、12 000 N B、6 000 N
C、3 000 N D、无法判定
B
3.物理书放在水平桌面上,下列属于平衡力的是( )。
A.物理书所受的重力与物理书对桌面的压力
B.物理书对桌面的压力与桌面对物理书的支持力
C