8.2力的平衡（课件）2024-2025学年教科版八年级物理下册

第2节 力的平衡 第八章 运动和力 逐点 导讲练 课堂小结 作业提升 学习目标 课时讲解 1 课时流程 2 合力 力的平衡 二力平衡的条件 知识点 知1－讲 感悟新知 1 合力 1. 合力 如果一个力对物体的作用效果与几个力同时对物体作用的效果相同，那么这个力就叫那几个力的合力。那几个力叫作这个力的分力。 合力，并不总是分力之和。 知1－讲 感悟新知 2. 同一直线上二力合成规律 (1)方向相同的二力的合成 ①规律：同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于两力之和，方向与两力方向相同，如图1 所示。 ②公式：F 合=F1+F2，合力比两个分力大。 知1－讲 感悟新知 (2)方向相反的二力的合成 ①规律：同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于两力之差，方向与较大的那个力方向相同，如图2 所示。 ②公式：F 合= ∣ F1－F2 ∣，合力比较大的那个力小。 知1－讲 感悟新知 方法技巧 合力的本质是在作用效果相同的前提下，用合力代替几个力的作用。这种研究问题的方法叫等效替代法。 知1－讲 感悟新知 易错警示: 1. 同一直线上二力合力的方向永远与较大的力方向相同； 2. 只有作用在同一物体上的几个力才能求合力； 3. 一个物体不可能同时受到分力和合力的作用，即合力和分力不可能同时存在，因此，在研究、分析物体的受力问题时，合力和分力只能选择其一。 感悟新知 知1－练 [中考·内江]某同学练习排球垫球时，排球离开胳膊后能够继续向上运动，是因为排球具有______ ，排球的重力为2.7 N，在竖直上升的过程中，某时刻所受空气阻力大小为0.5 N，方向竖直向下，此时排球所受合力大小为______N。 例 1 惯性 3.2 8 感悟新知 知1－练 解题秘方：解答此类题目的关键在于明确同一直线上二力同向时合力大小为二力之和，反向时合力大小为二力之差。 9 感悟新知 知1－练 解析：排球离开胳膊后能够继续向上运动，是因为排球具有惯性，保持原来的运动状态继续向上运动；重力方向为竖直向下，在竖直上升的过程中，阻力方向为竖直向下，合力F=G+f=2.7 N+0.5 N=3.2 N。 10 感悟新知 知1－练 1. 作用在同一直线上的两个力，合力为15 N，若其中一个力的大小是12 N，则另一个力的大小为_______N。 3或27 11 知识点 力的平衡 知2－讲 感悟新知 2 1. 平衡状态 保持静止状态或匀速直线运动状态。 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。 平衡力至少是两个或两个以上的力，一个力不可能是平衡力。 平衡力的合力为0。 知2－讲 感悟新知 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。 在力的三要素中，作用点、大小相同，方向不同。 知2－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，物体都将处于静止状态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，几个力的作用效果相互抵消，相当于不受力，所以受平衡力作用的物体运动状态不变。 感悟新知 知2－练 下列实验情景中，钢球受到平衡力作用的是( ) 例2 知2－练 感悟新知 解题秘方：先判断物体的状态，后根据物体的状态分析是否受平衡力作用。 解析：沿斜面滚下的钢球，其速度越来越快，因此受非平衡力作用，故A 不符合题意；静止在金属片上的钢球，受平衡力作用，故B 符合题意；在水中加速下沉的钢球，速度改变，因此受非平衡力作用，故C 不符合题意；在空中自由下落的钢球，其速度越来越快，因此受非平衡力作用，故D 不符合题意。 答案：B 知2－练 感悟新知 2. [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. 竖直方向自由下落的石子 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 D 知识点 二力平衡的条件 知3－讲 感悟新知 3 1. 提出问题 二力平衡时，这两个力有什么关系？二力平衡的条件是什么？ 知3－讲 感悟新知 2. 设计实验 如图3 所示，让放置在水平面上的小车在水平方向上只受两个力F1和F2 的作用，从力的大小、方向和作用点三个方面去探究力F1 与F2 满足什么条件时，小车可以保持平衡状态。 选用小车而不用木块进行实验，是为了减小与桌面间的摩擦阻力，有利于得出正确的结论。 知3－讲 感悟新知 3. 进行实验 (1)使F1 与F2 在同一直线上，改变细绳下钩码的个数，分别使F1>F2、F1=F2、F1<F2，发现只有F1=F2 时，小车才能静止。 (2)使F1=F2，扭转小车，使F1 与F2 不在同一直线上，放手发现小车会发生转动，直到F1 与F2 在同一直线上时，小车才会停止转动。 知3－讲 感悟新知 (3)使F1=F2，且在同一直线上，但方向相同，发现小车朝F1、F2 的方向运动，实验记录如下表： 小车两端 受力大小 小车两端 受力方向 小车两端受力是否在同一直线上 小车是否平衡 F1>F2 相反 是 否 F1=F2 相反 是 是 F1<F2 相反 是 否 F1=F2 相反 否 否 F1=F2 相同 是 否 知3－讲 感悟新知 4. 分析论证 当小车受到的两个力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上时，小车才处于平衡状态。 5. 实验结论 作用在同一物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡。简记为“同体、等大、反向、共线”。 知3－讲 感悟新知 实验解读: 1.为了减小小车与桌面间的摩擦阻力对实验的影响，应选用光滑的桌面进行实验，同时小车的质量应尽量轻。 2.小车两端悬挂的钩码数量尽量多一些，使F1 与F2 尽量大一些，以削弱摩擦阻力的影响。 知3－讲 感悟新知 实验评估: 实验中，没有验证“二力作用在同一物体上”这一条件。 知3－讲 感悟新知 实验改进: 如图4 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，由此可证明二力平衡的条件之一是作用在同一个物体上 知3－讲 感悟新知 6. 二力平衡条件的应用 (1)确定研究对象，分析它的受力情况，若满足二力平衡的条件，则受力平衡；若不满足则受力不平衡。 (2)若已知物体处于平衡状态，可根据一个力的大小和方向，确定另外一个力的大小和方向。 知3－讲 感悟新知 (3)由于物体处于平衡状态时，所受到力的作用效果相互抵消，因此平衡力的合力为0，因此有二力平衡，也有三力平衡、四力平衡等多力平衡，不管几个力平衡，平衡力的合力都为0。 知3－讲 感悟新知 方法技巧： 运用二力平衡条件判断两个力是否平衡时，首先看两个力的受力物体是不是同一物体，再看方向是否相反，大小是否相等，是否在同一条直线上，若都满足，则二力平衡。 感悟新知 知3－练 [中考·绥化]如图5 是“探究二力平衡条件”的实验装置。 例 3 解题秘方：在该实验中，为了探究二力平衡条件，要用到控制变量法的思路，探究其中的一个条件时，要控制其他条件相同。 感悟新知 知3－练 (1)把小车放在比较光滑的水平桌面上，用手按住小车不动，在两托盘中放入质量相等的砝码，放手后小车静止；在两托盘中放入质量不相等的砝码，放手后小车运动，这说明相互平衡的两个力_________。用手按住小车不动，把两个托盘放在小车的同一侧，放入质量相等的砝码，放手后小车运动，这说明相互平衡的两个力_________ 。 大小相等 方向相反 知3－练 感悟新知 解析：两边的托盘中砝码质量不同时，则两边拉力不相等，小车运动；质量相等时，则两边拉力相等，小车静止，说明二力平衡需要两个力大小相等；保持两托盘里砝码的质量相等，把两个托盘挂在小车的同一侧，即两个力的方向相同，放手后小车运动，不能平衡，说明二力平衡需要两个力方向相反。 感悟新知 知3－练 (2)把小车放在水平桌面上，保持两托盘砝码质量相等，使小车静止，将小车扭转一个角度后释放，观察到小车_________，这说明相互平衡的两个力作用在__________。 扭转回来 解析：将小车扭转一个角度，两个力就不在一条直线上了，松手后，小车将扭转回来，所以不能保持平衡状态，说明二力平衡需要两个力作用在同一直线上。 同一直线上 感悟新知 知3－练 (3)实验中为了减小摩擦力对实验的影响，应选择质量较______ (填“大”或“小”)的砝码进行实验。 解析：小车运动过程中受到摩擦力，若实验中砝码质量越大，即拉力与摩擦力差值大，能减小摩擦力对实验的影响。 大 知3－练 感悟新知 方法技巧： (1)拉力与摩擦力差值越大，实验中摩擦力对实验的影响越小。 (2)作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡，对于二力平衡条件，我们必须注意以上四个要点，且这四个要点缺一不可。 课堂小结 力的平衡 力的平衡 合力 平衡状态 二力平衡 同一直线上二力的合成 定义 应用 条件 为零 $$