内容正文:
第九章 力与运动
第1节 二力平衡
学习目标
1、知道什么是平衡状态,平衡力。
2、理解二力平衡的条件。
3、会用二力平衡的条件解决问题。
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预习导学
1、二力平衡的概念
(1)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;也可以这样理解:两个力同时作用在同一物体同一直线上,如果物体保持静止或匀速直线运动状态,则这两个力对物体运动状态的作用效果相互抵消(合力为0),我们就说这两个力平衡。
(2)二力平衡特点: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。简单的说就是:同体、等大、反向、共线。
2、平衡力及平衡状态的判定
(1)平衡力: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。
(2)平衡状态:物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态。
(3)物体收到平衡力的作用,那么物体就处于平衡状态。
3、平衡力和相互作用力的区分
(1)二力平衡特点:同体、等大、反向、共线。
(2)相互作用力特点:不同体、等大、反向、共线。
4、二力平衡条件的应用
(1)二力平衡的条件是:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡,对于二力平衡条件,我们必须注意上面四个要点,且这四个要点缺一不可。
(2)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。
(3)静止的物体只受两个力作用时,这两个力一定是平衡力;匀速直线运动的物体,如果只受两个力作用,那么这两个力也一定是平衡力。
5、探究二力平衡的条件实验
【实验目的、原理、方法】
①实验目的:探究二力平衡的条件。
②实验原理:力能改变物体的运动状态。
③实验方法:控制变量法。
【实验器材】
小车、棉线、钩码、滑轮、水平桌面、小纸片。
【器材作用及图像】
①小车:实验主体。
②棉线:连接小车与钩码。
③钩码:提供和改变对小车的拉力。
④滑轮:改变力的方向。
【实验步骤】
如图甲
步骤①把小车放在光滑的水平桌面上,向挂在小车两端的托盘里放钩码。这样小车在水平方向受到两个拉力,用力的示意图画出小车受到的两个拉力。观察小车在什么情况下保持运动状态不变。
步骤②用手按住小车,改变两端钩码数量,使两个拉力大小不等。然后松手,观察小车能
不能保持静止。
步骤③用手按住小车,让两端钩码数量相等,让两个力的方向相同,然后松手,观察小车
能不能保持静止。
步骤④用手按住小车,让两端钩码数量相等,让小车扭转一个角度,然后松手,观察小车
能不能保持静止。
步骤⑤用手按住小车,让两端钩码数量相等,再让拉力方向相反,且在同一条直线上,然
后松手,观察小车能不能保持静止。
如图乙
步骤⑥剪刀将硬纸片从中间剪开,观察小车能不能保持静止。
【实验结论】
二力平衡的条件要求这两个力:
1、大小相等(等大) 2、方向相反(反向)
3、同一直线(共线) 4、同一物体(同体)
03
考向释疑
考向一:二力平衡的概念
【重点释疑】
1、二力平衡的条件简单来说就是同体、等大、反向、共线;特别是“同体”和“共线”这个条件往往被初学者遗漏,而造成对二力平衡做出错误判断。(注意区分好平衡力与相互作用力之间的异同)。
【例题精讲】(2023春•福田区校级期中)如图所示,A、B是两个定滑轮,两重物甲、乙通过细绳绕过A、B与手中纸片的两对角相连,放手后纸片不能保持静止。这样的操作是为了探究物体在平衡状态下所受的两个力( )
A.大小是否相等 B.方向是否相反
C.是否作用在同一物体上 D.是否作用在同一直线上
【巩固训练】利用小车、砝码等器材探究二力平衡条件,如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.该实验的研究对象是小车
B.平面是否光滑实验无影响
C.若观察到小车处于静止状态说明它受到的力是平衡的
D.调整两边托盘中所放砝码的质量可以改变拉力的大小
考向二:平衡状态的判断
【重点释疑】
1、在判断物体受力是否平衡时,先要看合外力是否为零,这是个前提.物体的运动状态就为静止或匀速直线运动的状态。
【例题精讲】(2023秋•平阴县期末)下列是有关物体的描述,其中物体处于平衡状态的是( )
A.加速奔跑的猎豹 B.停在地上的足球
C.匀速转弯的汽车 D.抛在空中的铅球
【巩固训练】(2023秋•临沂期末)(多选)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.
考向三:平衡力与相互作用力的辨别
【重点释疑】
1、判断两个力是否为平衡力,必须从分析两个力是否“同物”开始,如果不“同物”肯定不是平衡力,如果“同物”再分析它们是否等大、反向、共线