内容正文:
第2节 二力平衡
第八章
运动和力
第八章 运动和力
第2节 二力平衡
新知梳理 应用示例 课堂小结 课堂反馈
全品初中
一、平衡力
1.平衡力:物体受到几个力作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力相互平衡,物体处于_______
状态。
2.平衡状态: 或 状态。
3.二力平衡:一个物体受到两个力的作用,如果物体保持静止或匀速直线运动状态,那么这两个力就彼此平衡,我们称为二力平衡。
平衡
静止
匀速直线运动
解析
新知梳理
[特别提醒](1)物体受平衡力作用时,力的作用效果相互抵消,相当于不受力。
(2)物体在静止状态时速度为零,物体处于平衡状态,但物体速度为零时并不一定是静止状态,物体不一定处于平衡状态。如将物体竖直上抛达到最高点时物体速度为零,但不能保持,故在最高点时物体不是静止状态,不是处于平衡状态。
解析
新知梳理
二、探究二力平衡的条件
(1)发现问题、提出问题:运动员跳伞时,运动员和伞在空中受到重力和阻力的作用。在这两个力的作用下,运动员和伞在某个阶段会沿竖直方向匀速下落。这种情况下,运动员和伞所受到重力和阻力有怎样的关系呢?
解析
新知梳理
(2)实验思路:要想找到物体在两个力作用下处于平衡状态时两个力之间的关系,应该先想办法在物体上施加两个力使物体平衡,然后在物体平衡时测量这两个力,看这两个力之间存在怎样的关系。
(3)实验器材:小车、滑轮、钩码、
细线,实验装置如图8⁃2⁃1所示。
图8-2-1
解析
新知梳理
(4)实验步骤
①按图组装好器材。
②通过细线在小车两端挂上数量不相等的钩码,观察小车的运动状态。
③通过细线在小车两端挂上数量相等的钩码,观察小车的运动状态。
解析
新知梳理
小车在水平方向上所受二力的情况 小车的运动
状态是否改变
大小 方向 是否在一条直线上
④通过细线在小车两端挂上数量相等的钩码,把小车在水平桌面上扭转一个角度后放手,观察小车的运动状态。
⑤把实验条件和观察到的现象记录在下面的表格中。
解析
新知梳理
(5)实验结论:作用在同一物体上的两个力,如果大小 、方向 ,并且 ,这两个力就彼此平衡。
(6)评估与交流:①实验中桌面尽可能光滑;选取质量 的钩码,以减小阻力的影响。
较大
相等
相反
在同一条直线上
解析
新知梳理
②探究方案中研究的对象是 ,如果在小车两端挂上不同质量的钩码,是用于探究两个力的 对物体平衡的影响。
[点拨]二力平衡的条件可概括为:同体、等大、反向、共线。这四个条件必须同时满足,缺一不可。
小车
大小
解析
新知梳理
三、运动和力的关系
解析
新知梳理
类型一 二力平衡的条件
例1 (2022聊城)在“探究二力平衡的条件”实验中,小聪同学采用的实验装置如图8⁃2⁃2甲所示,小明同学采用的实验装置如图乙所示。
图8-2-2
解析
应用示例
(1)老师指出图乙装置更科学,原因是选用小车,可以减小
对实验结果的影响。
(2)实验中判断小车是否受平衡力作用的依据是小车保持
(选填“静止”或“匀速直线运动”)状态。
摩擦阻力
静止
解析
应用示例
(3)在左右两盘放质量相等的钩码,小车保持静止。在左盘中再添加一个钩码,小车将运动,说明彼此平衡的两个力大小
。
(4)小车处于静止状态时,保持F1与F2的大小不变,把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放,小车将转动,说明彼此平衡的两个力必须在 上。
相等
同一条直线
解析
应用示例
[实验点拨] (1)实验中选用小车作为研究对象,可以减小摩擦阻力对实验的影响。
(2)在研究作用在同一物体、同一条直线上的两个方向相反、大小不等的力能否使物体保持平衡时,为了使现象更明显,应该使两侧的拉力相差较大。
(3)在研究作用在同一物体上的两个大小相等、方向相反,但不在同一条直线上的力能否使物体保持平衡时,应该将小车“扭转”一定角度后释放,观察小车能否保持静止。
解析
应用示例
类型二 平衡力和相互作用力
例2 (2024上海)小明坐电梯回家时,电梯匀速上升。若他对电梯的压力为F1,电梯对他的支持力为F2,他受到的重力为G,则下列判断中正确的是 ( )
A.F1>G
B.F2>G
C.F1和F2是平衡力
D.F2和G是平衡力
D
解析
应用示例
[易混辨析] 平衡力与相互作用力的比较
异同点 平衡力 相互作用力
相同点 ①大小相等;②方向相反;③作用在同一条直线上
不同点 作用在同一物体上(平衡力的作用效果可以互相抵消) 作用在不同的物体上(一对相互作用力的效果不能互相抵消)
解析
应用示例
类型三 二力平衡的应用
例3 在平直的路面上,一个人沿水平方向用20 N的力推一辆重为150 N的小车匀速向西运动,则小车所受阻力的大小和方向分别为 ( )
A.20 N,向西 B.20 N,向东
C.150 N,向西 D.150 N,向东
B
解析
应用示例
[规律总结] 根据物体的运动状态,判断物体所受的力是不是平衡力。若是平衡力,再利用二力平衡的条件——同体、等大、反向、共线,根据一个力的大小和方向来确定另一个力的大小和方向。
解析
应用示例
类型四 运动和力的关系
例4 关于运动和力的关系,下列说法正确的是 ( )
A.物体静止时,一定不受力的作用
B.物体不受力的作用时,一定处于静止状态
C.物体运动状态发生改变时,一定受到力的作用
D.物体受到力的作用时,运动状态一定会发生改变
C
解析
应用示例
[方法指导]思维导图分析力和运动的关系
解析
应用示例
解析
课堂小结
[二力平衡]
1.物体受到几个力作用时,如果保持 或_____________ 状态,我们就说这几个力相互平衡,这时物体处于 状态。
静止
匀速直线运动
平衡
课堂反馈
2.如图5⁃1所示情境中,处于平衡状态的是 ( )
图5-1
C
课堂反馈
3.如图5⁃2甲所示是探究“二力平衡条件”的实验。
图5⁃2
(1)当左、右两盘中的钩码质量 (选填“相等”或“不相等”)时,桌面上的小车处于静止状态,此时小车受到 对平衡力的作用。
相等
两
课堂反馈
(2)小车静止时,保持F1与F2的大小不变,将小车扭转到如图乙所示的位置,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,要满足两个力作用在 的条件。
扭转回来
同一直线上
课堂反馈
4.如图5⁃3所示,属于二力平衡的是 ( )
B
图5-3
课堂反馈
5.如图5⁃4所示,当电灯静止时,下列说法中正确的是 ( )
A.电灯对电线的拉力与电线对电灯的拉力
是一对相互作用力
B.电灯对电线的拉力与电线对电灯的拉力
是一对平衡力
C.电灯对电线的拉力与电灯所受的重力是一对平衡力
D.电灯对电线的拉力与电灯所受的重力是一对相互作用力
图5-4
A
课堂反馈
6.如图5⁃5所示,一架质量为1.5 kg的无人机静止在空中执行航拍任务时,螺旋桨向上的升力是 N;当无人机以3 m/s的速度匀速直线下降时,螺旋桨向上的升力将 (选填“增大”“不变”或“减小”)。(g取10 N/kg,不计空气阻力)
图5-5
15
不变
课堂反馈
谢 谢 观 看!
全品初中
$$