8.2二力平衡（课件）2024-2025学年人教版物理八年级下册

第2节 二力平衡 第八章 运动和力 知识点 平衡状态 平衡力 知1－讲 感悟新知 1 1. 平衡状态 知1－讲 感悟新知 实例 悬挂的吊灯 桌面上的花瓶 匀速下降的降落伞 匀速直线行驶的列车 分析 受力 竖直向下的重力和吊绳对它竖直向上的拉力 竖直向下的重力和桌面对它竖直向上的支持力 竖直向下的重力和空气对它竖直向上的阻力 竖直向下的重力、轨道对它竖直向上的支持力、向前的牵引力和向后的阻力 所处 状态 静止 静止 匀速直线运动 匀速直线运动 知1－讲 感悟新知 研究结论：物体在几个力的作用下保持静止或做匀速直线运动，我们就说该物体处于平衡状态。 知1－讲 感悟新知 2. 平衡力 如果一个物体在几个力的作用下处于平衡状态，我们就说这几个力是平衡力。 3. 二力平衡 当一个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，或者说这两个力是一对平衡力。 知1－讲 感悟新知 特别提醒： 平衡力是指两个或两个以上的力，一个力不可能是平衡力。 知1－讲 感悟新知 4. 物体受平衡力与物体不受力的区别 (1)从运动状态上看，物体受平衡力与不受力是等效的，物体都将处于静止或匀速直线运动状态。 (2)从物体是否发生形变来看，物体受平衡力会发生形变，物体不受力不会发生形变。 深度理解： 物体受平衡力作用时，几个力共同作用的效果相互抵消，相当于不受力，所以受平衡力作用的物体运动状态不变。 知1－讲 感悟新知 深度思考 物体处于平衡状态还可以有哪两种表述？ 深度理解 物体处于平衡状态的另外两种表述：一是物体的运动方向和速度大小保持不变；二是物体的运动状态保持不变。 感悟新知 知1－练 [中考·黑龙江] 下列物体中，受到平衡力的是( ) A. 正在腾空而起的火箭 B. 自由竖直下落的石子 C. 沿光滑斜面下滑的木块 D. 在平直轨道上匀速直线行驶的火车 例 1 9 感悟新知 知1－练 解题秘方：判断物体是否受到平衡力的方法： 解析：在平直轨道上匀速直线行驶的火车处于平衡状态，受平衡力的作用；题中火箭、石子、木块的运动状态发生了改变，处于非平衡状态，受力不平衡。 答案：D 10 感悟新知 知1－练 1-1. 图1 中A、B、C、D 分别是小球在四种不同运动状态下用频闪照相机拍摄(每0.1 s 拍摄一次)的照片，其中受到平衡力作用的是( ) D 11 知识点 二力平衡的条件 知2－讲 感悟新知 2 实验：探究二力平衡的条件。 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的大小，并分析这两个力之间存在怎样的关系。 知2－讲 感悟新知 实验过程 (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加砝码。实验装置如图1 所示。 知2－讲 感悟新知 (2)用手按住小车不动，在两托盘里加质量不相等的砝码，放手后观察小车运动状态的变化。 (3)用手按住小车不动，在两托盘里加质量相等的砝码，放手后观察小车运动状态的变化。 (4)在两托盘里加入质量相等的砝码，用手旋转小车至某一角度后释放，观察小车运动状态的变化。 知2－讲 感悟新知 实验条件和记录如下表。 小车在水平方向所受二力的情况 小车运动状态是否改变 大小 方向 是否在一条直线上 不相等 相反 是 是 相等 相反 是 否 相等 相反 否 是 …… 知2－讲 感悟新知 实验结论 作用在同一个物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡。这就是二力平衡的条件。 实验拓展 如何设计实验验证“两个力作用在同一物体上”这一条件？ 知2－讲 感悟新知 温馨提示: 判断两个力是不是一对平衡力时，首先要看这两个力是不是作用在同一个物体上。这个条件非常重要，做题时容易被忽略。 知2－讲 感悟新知 实验改进: (1)如图2所示，利用一个拼接成的小车，将其分开，发现小车的两部分分别向两边加速运动，不能保持平衡状态，由此可证明一对平衡力作用在同一个物体上。 (2)如图3所示，将处于平衡状态的卡片从中间剪开，在剪开的瞬间卡片不能保持平衡，由此可验证一对平衡力作用在同一物体上。 知2－讲 感悟新知 深度思考 平衡力与相互作用力的相同点和不同点分别是什么？ 深度理解 平衡力与相互作用力辨析 平衡力 相互作用力 不 同 点 作用在同一物体上 分别作用在不同物体上 不一定同时产生、同时消失 同时产生、同时消失 不一定是同性质的力 一定是同性质的力 相同点 大小相等、方向相反、作用在同一直线上 感悟新知 知2－练 例2 [泰州兴化期末]用如图4 甲所示的装置探究“二力平衡的条件”。 解题秘方：选择轻质小卡片，这样卡片的重力相对于钩码的重力而言很小可以忽略。卡片越重，相应的钩码的重就越大，因此引起其他阻力增加而影响探究过程。 感悟新知 知2－练 (1)在制作卡片时，小明认为卡片的重力一定要很小，而小华则认为，卡片重力不一定要很小，可以通过增大钩码的重力来达到同样的效果，你认为______想法是正确的。 小明 感悟新知 知2－练 (2)将系于小卡片两对角的线分别跨过左、右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向______ ，并通过调整_________来改变拉力的大小。 相反 钩码数量 感悟新知 知2－练 (3)小明进行实验时，在左、右支架上装配两个滑轮时，没有安装成相同高度(如图乙)，你认为______(填“能”或“不能”)用小明的装置进行实验。 解析：左右两侧定滑轮的位置虽然不等高，只要两个力大小相等，方向相反，在同一直线上，照样可以完成探究实验。 能 感悟新知 知2－练 (4)在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，并观察实验现象，由此可得出二力平衡的又一个条件是_________ _____________。 解析：当卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，卡片不能平衡。说明二力平衡时，两个力必须作用于同一物体。 两个力作用 在同一物体上 感悟新知 知2－练 2. 如图甲、乙都是探究二力平衡条件时的实验装置。 (1)实验时应选择较______(填“光 滑”或“粗糙”)的水平桌面。 (2)如图甲所示，当左右两端托盘 内同时放两个质量相等的砝码， 木块静止，此时木块受到的两 个拉力大小______，方向______。 光滑 相等 相反 25 感悟新知 知2－练 (3)如图乙所示，将小车在水平桌面上扭转一个角度，松手后小车______ (填“ 会”或“不会”)转动，说明二力平衡时两个力应作用在_________上。 会 同一直线 26 感悟新知 知2－练 [中考·乐山]如图5 所示，茶杯静止在水平桌面上，下 列各对力中属于平衡力的是( ) A. 茶杯所受的重力和桌面对茶杯的支持力 B. 茶杯所受的重力和茶杯对桌面的压力 C. 茶杯对桌面的压力和桌面对茶杯的支持力 D. 桌子所受的重力和地面对桌子的支持力 例 3 感悟新知 知2－练 解题秘方：判断两个力是不是一对平衡力，关键点是看这两个力是不是作用在同一物体上。 解析：茶杯所受的重力与桌面对茶杯的支持力，大小相等，方向相反，作用在同一物体上，作用在同一直线上，这两个力符合二力平衡的条件，是一对平衡力，故A 正确； 感悟新知 知2－练 茶杯所受的重力和茶杯对桌面的压力，这两个力没有作用在同一个物体上，不是一对平衡力，故B 错误；茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力，这两个力没有作用在同一个物体上，不是一对平衡力，故C 错误；地面对桌子的支持力大小等于桌子的重力和茶杯的重力大小之和，桌子所受的重力和地面对桌子的支持力，大小不相等，不是一对平衡力，故D 错误。 答案：A 感悟新知 知2－练 3. 在如图所示的各种情景中，物体受到F1与F2两个力的作用，这两个力彼此平衡的是( ) C 知识点 二力平衡条件的应用 知3－讲 感悟新知 3 1. 利用二力平衡条件判断两个力是否是一对平衡力。 2. 由二力平衡条件可知，若两个力是一对平衡力，则可根据一个力的大小和方向，确定另一个力的大小和方向。 知3－讲 感悟新知 3. 由力及运动状态 (1)不受力或受平衡力：物体处于 静止状态或匀速直线运动状态。 (2)受非平衡力：物体的运动状态一定发生改变。 4. 由运动状态及力 (1)物体静止或做匀速直线运动：物体不受力或受平衡力。 (2)物体的运动状态发生改变：物体受非平衡力。 温馨提示： 在推而不动、搬而不起的现象中，隐含的是物体处于静止状态，进一步推理得：此时物体受平衡力的作用。 感悟新知 知3－练 如图6 所示，用细绳将重力为5 N 的小球悬挂在无人机上，无人机带着小球竖直向上匀速运动，小球与无人机保持相对静止，不计空气阻力，则细绳对小球的拉力为______N，方向__________。 5 例 4 竖直向上 33 感悟新知 知3－练 解题秘方：小球匀速上升，处于平衡状态，受到平衡力的作用，根据二力平衡条件中的“等大、反向”，可求出拉力的大小和方向。 解析：小球随无人机竖直向上匀速运动，处于平衡状态，在竖直方向上受到重力和拉力的作用；根据二力平衡条件可知，拉力F=G=5 N，拉力方向与重力方向相反，故拉力方向竖直向上。 34 感悟新知 知3－练 4. [中考·广安] “玉兔二号”月球车在月球表面留下了属于中国的第一道印记。登月前，在水平地面上进行测试时，月球车匀速行驶45 m，用时15 min，则月球车行驶的速度为______m/s；月球车的质量为135 kg，若车受到的阻力为车重的0.2，则月球车的牵引力为______ N。(g 取10 N/kg) 0.05 270 35 二力平衡 平衡 平衡状态 二力平衡 条件 应用 $$