内容正文:
第四节 二力平衡
一、二力平衡
1.平衡状态:物体在几个力的作用下处于 或 _ 状态。
2.平衡力:处于 状态的物体受到的力。
3.二力平衡:当物体在两个力的作用下处于 状态时,我们就说这两个力相互平衡,简称二力平衡。
[注意](1)一个物体在几个力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,则这几个力平衡,二力平衡是最简单的情况。(2)只要物体的运动状态发生了变化,它一定受力,且受到的力一定是非平衡力。
静止
匀速直线运动
平衡
平衡
二、二力平衡的条件
1.二力平衡的条件:作用在 上的两个力,必须 ,
,并作用在 上。
2.二力平衡的条件的应用
(1)根据一个力的大小和方向确定另一个力的大小和方向。
(2)根据物体的受力情况判断物体的运动状态。
[注意](1)两个力的三要素如果相同,这两个力一定不是平衡力。(2)平衡力作用在同一物体上,相互作用力作用在不同的物体上。
同一物体
大小相等
方向相反
同一条直线
二力平衡
[典例1]关于平衡力,下列说法正确的是( )
A.物体在平衡力作用下一定保持静止状态
B.作用在物体上的两个力三要素完全相同,这两个力一定是平衡力
C.物体受到重力和水平拉力的作用,它们一定是平衡力
D.运动的物体在平衡力作用下,一定保持匀速直线运动状态
D
[针对训练1] 如图所示是投掷实心球的场景。下列情况中,实心球受到平衡力作用的是( )
A.实心球在空中上升时
B.实心球停在地面上时
C.实心球从空中下落时
D.实心球在最高点时
B
探究二力平衡的条件
[典例2]实验小组用如图所示的实验来探究二力平衡的条件。实验中每个钩码重力相同,阻力不计。
甲 乙 丙
(1)如图甲所示装置,当左右两端同时各挂两个钩码时,小车静止,此时F1、F2的大小 ,方向 ;当左右两端同时取下一个钩码时,如图乙所示,小车仍静止,此时F3 F4;当右端再挂上一个钩码时,如图丙所示,小车做加速运动,此时F5 F6。
(2)在图甲实验的基础上,将小车扭转一个角度,松手后,小车将
(选填“保持静止”或“扭转回来”),这一步骤说明二力平衡时,要满足两个力在 上的条件。
(3)对比甲、乙、丙三次实验,当小车静止时,水平方向上受到的两个力大小 ,还能看出小车受非平衡力作用时,运动状态将 。
相等
相反
=
<
扭转回来
同一直线
相等
改变
[针对训练2] 在“探究二力平衡条件”的活动中,学习小组设计了图甲和图乙两种实验方案,图甲中实验对象是小车,图乙中实验对象是轻质小卡片。下列说法错误的是( )
B
甲 乙
A.实验中通过调整砝码质量来改变拉力的大小
B.图甲中将平衡后的小车在水平桌面上扭转一个角度后释放,是为了探究相互平衡的两个力方向是否必须相反
C.图乙中将平衡后的小卡片从中间剪开,是为了探究相互平衡的两个力是否必须作用在同一物体上
D.对比甲、乙两图,用小卡片替换小车,可以减小重力对实验的影响
二力平衡条件的应用
[典例3] 初二年级的小王同学设计的科普吉祥物“小科南”放在盒子上静止,如图所示,下列分析正确的是( )
A.“小科南”受到的重力与盒子对它的支持力是一对平衡力
B.盒子受到的重力与桌面对盒子的支持力是一对平衡力
C.“小科南”对盒子的压力与桌面对盒子的支持力是一对相互作 用力
D.“小科南”受到的重力与它对盒子的压力是一对相互作用力
A
[针对训练3] 如图所示,一轻质弹簧(重力不计),上端挂在铁架台的水平横杆上,下端挂一重为G的小球并保持静止。图中分别给出了该状态下小球和弹簧的受力示意图,下列判断不正确的是( )
A.G和F1是一对平衡力
B.F1和F2是一对平衡力
C.F1和F2是一对相互作用力
D.F2和F3是一对平衡力
B
一对平衡力和相互作用力的区别
项目 一对平衡力 相互作用力
不
同
点 受力物体 作用在同一物体上 分别作用在相互作用的两个物体上
受力情况 受力物体是一个,施力物体是其他物体 两个物体互为施力物体,互为受力物体
力的变化 一个力变化(增大、减小或消 失),另一个力不一定变化 同时产生,同时变化,同时消失
受力效果 使物体保持静止或匀速直线 运动 两个力分别产生各自的 效果
相同点 大小相等,方向相反,作用在同一条直线上
1.下列事例中,受平衡力作用的物体是( )
A.正在圆形轨道上运动的过山车
B.减速进站的动车
C.腾空而起正在加速上升的火箭
D.在水平公路上匀速直线行驶的汽车
D
2.一辆卡车停在水平路面上,下列选项中的两个力属于平衡力的是 ( )
A.卡车所受的重力和地面对卡车的支持力
B.卡车所受的重力和卡车对地面的压力
C.卡车对地面的压力和地面对卡车的支持力
D.卡车所受的重力和卡车对地球的吸引力
3.当物体在几个力的作用下保持 状态或 状态,我们就说该物体处于平衡状态,此时受力平衡。
A
静止
匀速直线运动
4.一架直升机的重力为6 000 N,当它在空中静止不动时,空气对它向上的举力 6 000 N;当它匀速下降时,空气对它向上的举力 6 000 N。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
等于
等于
5.如图所示,甲、乙两物体均在两个力的作用下处于静止状态,请在图中分别画出另一个力F2。
答案:如图所示
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