内容正文:
3.5 二力平衡的条件(导学案)
【学习目标】
1.掌握二力平衡的条件,能说明二力平衡的条件以及物体运动状态变化的原因;
2.会应用二力平衡的知识分析、解决简单的问题;
3.能够区分二力平衡与相互作用力;
【学习重点】探究二力平衡条件的实验,加深对二力平衡条件的理解;
【学习难点】二力平衡中的“二力共线”问题和二力平衡条件的实际应用。
【自主学习】(此模块是回顾与预习)
1.牛顿第一定律内容: ,这就是牛顿第一定律。
2.物体受力作用时,运动状态不一定就会发生变化。一个物体在两个力的作用下,如果保持 或 ,就说明这两个力是平衡的,这两个力是一对平衡力,即二力平衡。
3.平衡状态:物体受到几个力的作用处于 或 ,则物体所受合力为0,此时物体处于平衡状态。
4.平衡力的特点: 。
相互作用力特点: 。
【课堂探究】
一、二力平衡
1.二力平衡、平衡力和平衡状态
我们知道,力是改变物体运动状态的原因。我们身边所有的物体无一例外地都受到力的作用,但为什么仍有许多物体的运动状态能够保持不变呢?下面我们来探究一种最简单的情形。
活动1.如图中的吊灯和货物各受到几个力的作用?
2.吊灯和货物各处于怎样的运动状态?
由以上活动可知:物体受力作用时,运动状态不一定就会发生变化。一个物体在两个力的作用下,如果保持静止或匀速直线运动状态,就说明这两个力是平衡的。
总结:物体在受几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态。那么这几个力的作用效果和不受力时的效果是一样的,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。若为两个力,我们就说这两个力“二力平衡”,或这两个力是一对平衡力,我们把静止状态或匀速直线运动状态叫做平衡状态。
2.平衡力与平衡状态的关系
注意:若物体运动的某一刻速度为0(或某一瞬间处于静止状态),下一瞬间速度不为0(或不再静止),这说明物体没有保持静止状态,则物体受力不平衡。如被竖直向上抛向空中的物体达到最高点时,速度为0,但之后物体向下加速运动,无法保持静止状态,则物体受力不平衡,因此并没有处于平衡状态。
那么,接下来我们可以先研究一下比较简单的平衡力的情况,即当物体受到两个力的作用时,这两个力满足怎样的条件时,才能使物体保持静止状态呢?
接下来我们来探究一下二力平衡的条件。
二、探究二力平衡的条件
1.二力平衡的条件
【提出问题】当物体受到两个力的作用而处于平衡状态时,这两个力的大小、方向存在什么关系? 它们在一条直线上吗?
【实验步骤及现象分析】1.用如图甲所示的装置,在两边的绳套上挂等重的钩码,此时塑料板两侧受到的拉力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。放开塑料板后,观察现象:可看到塑料板将
。
分析1:
2.如图甲,在两边的绳套上挂不等重的钩码,此时塑料板两侧受到的拉力大小不相等、方向相反、作用在同一条直线上。放开塑料板后,可看到塑料板将会向钩码 (填“重”或“轻”)的一侧运动。
分析2:
3.如图乙,在两边绳套上挂等重的钩码,将塑料板稍向下移动,此时塑料板两侧受到的拉力虽然大小相等,但方向并非严格相反,且两个力没有作用在一条直线上。放开塑料板后,可看到塑料板会
。
分析3: