9.1 《二力平衡》学案 2023-2024学年苏科版物理八年级下册

9.1 《二力平衡》学案(苏科版) 学习目标: 1. 能说出物体“平衡状态”的物理意义,识别什么是物体运动状态的改变. 2. 探究二力平衡的条件,理解二力平衡的条件. 3. 能用二力平衡的条件判断物体受力情况或判断物体所处的运动状态. 学习过程: 知识梳理 一、二力平衡 1.平衡状态: 物体在几个力的作用下保持静止或匀速直线运动,我们就说该物体处于平衡状态.处于平衡状态的物体,要么静止,要么做匀速直线运动. 运动状态的改变包括两部分,速度大小的变化、运动方向的变化.需要注意的是:只是速度大小不变,而运动方向改变,如匀速圆周运动,物体不是处于平衡状态. 2.二力平衡:如果物体在两个力的作用下处于平衡状态,我们就说这两个力相互平衡,简称二力平衡.或者在两个方向上的力相互平衡,也可以称二力平衡. 【例1】 如图所示,体操运动员静止在平衡木上时,与运动员所受重力是一对平衡力的是( ). A. 平衡木对运动员的支持力 B. 运动员对平衡木的压力 C. 平衡木受到的重力 D. 运动员对地球的吸引力 精析:体操运动员静止在平衡木上时处于平衡状态,体操运动员只受到重力和平衡木对运动员的支持力作用,所以重力和支持力二力平衡,即与运动员所受重力是一对平衡力的是平衡木对运动员的支持力. 解答:A 解后反思:如果物体处于平衡状态,即处于静止或匀速直线运动状态,且物体只受两个力的作用,则这两个力一定是平衡力. 二、二力平衡的条件 1.定义: 当作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反且在同一直线上时,这两个力才能平衡,这就是二力平衡条件. 2.四个条件:同一个物体、两个力的大小相等、两个力的方向相反、两个力的作用点在同一条直线上. 这四个条件可简化成“同体、等值、反向、共线”,四个条件缺一不可. 3. 判断二力是否平衡的方法有两种:一是根据物体所处的状态,只要是物体在两个力的作用下,处于静止或匀速直线状态,物体就处于二力平衡;二是分析物体所受的两个力的三要素是否满足二力平衡的四个条件,满足则符合,否则就不属于二力平衡. 4. 一对相互作用力和一对平衡力的比较 一对平衡力 一对相互作用力 相同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上 不 同 点 作用在同一物体上的两个力 分别作用在两个物体上的力 受力物体是一个, 施力物体是其他两个物体 每个物体既是受力物体, 也是施力物体 没有依存关系 同时产生,同时消失; 同时增大,同时减小 一对平衡力作用在一个物体上,其效果是使物体保持静止状态或者匀速直线运动状态 相互作用力使受力的两个物体分别产生各自的效果 【例2】 如图所示,一个重10 N的物体在10 N竖直向上的拉力作用下做匀速直线运动.小红说:因为物体做匀速直线运动,且物体仅受重力和拉力的作用,所以重力和拉力是一对平衡力.小明说:因为同一物体受到的重力和拉力大小相等、方向相反、并且作用在同一条直线上,所以重力和拉力是一对平衡力.则两人的说法( ). A. 都正确 B. 只有小明正确 C. 只有小红正确 D. 都不正确 精析:物体做匀速直线运动,受平衡力作用,若物体仅受重力和拉力的作用,则重力和拉力是一对平衡力;物体受到的重力和拉力大小相等、方向相反、并且作用在同一条直线上,则重力和拉力是一对平衡力. 解答:A 解后反思:二力平衡条件可以用来求力的大小、方向,判断物体的运动状态. 【例3】 如图甲所示,物体受到F1=10 N的水平拉力的作用,在水平面上做匀速直线运动,则物体A受到的摩擦力大小为 N;如果在物体A上面再放一个物体B,使A、B一起在水平拉力F2作用下做匀速直线运动,则F2 F1(选填“<”、“=”或 “>”)。 精析:因物体在水平面上做匀速直线运动,则物体受到的摩擦力与拉力二力平衡,即物体受到的摩擦力大小等于拉力大小为10N;如果在物体A上面再放一个物体B,使A、B一起在水平拉力F2作用下做匀速直线运动,则物体A与水平面的接触面不变,压力增大,故物体A受到的水平面作用的摩擦力增大,则F2>F1。 解答: 10;> 三、二力平衡条件的应用 1.根据二力平衡条件判断是否为平衡力.作用在同一物体上、大小相等、方向相反,并且在同一直线上,这两个力就是平衡力. 2.根据二力平衡条件判断力的大小和方向.已知一个力的大小和方向,判断出和这个力平衡的另一个力的大小和方向. 3.根据二力平衡条件判断物体的运动状态.当物体只受到两个力的作用,并且满足二力平衡时,则可以判定物体处于静止状态或匀速直线运动状态. 【例4】 校运动会爬杆比赛,小明第一个爬到杆顶.如图所示,小明紧紧握住杆子保持静止,此时他受到的摩擦力为f1;片刻后,小明适度减小握杆子的力量使自己匀速滑下,此时他受到摩擦力为f2,则( ). A. f1竖直向上,f2竖直向上,f1>f2 B. f1竖直