8.2 二力平衡 2024-2025学年人教版物理八年级下册

八年级下册 RJ版物理第八章 运动和力 第八章 力和运动 学习目标 课程讲授 课堂练习 课堂小结 学习导入 课后作业 第2节 二力平衡 学习目标 1.了解平衡状态的概念;掌握二力平衡的条件(重点) 2.会判断处于平衡状态的物体所受到的平衡力,能够应用二力平衡知识解决问题(难点) 3.通过探究活动能够分析和归纳得出二力平衡条件,感受科学探究的方法 4.通过探究过程培养科学态度 1.了解平衡状态的概念;掌握二力平衡的条件(重点) 2.会判断处于平衡状态的物体所受到的平衡力,能够应用二力平衡知识解决问题(难点) 3.通过探究活动能够分析和归纳得出二力平衡条件,感受科学探究的方法 4.通过探究过程培养科学态度 学习导入 物体不受力时 物体受力时 静止状态 或 匀速直线运动状态 运动状态不变 ? 变速运动 静止状态 或 匀速直线运动状态 不存在 重点研究 课程讲授 1.物体在受到几个力的作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡。 只受两个力 二力平衡 2.平衡状态 匀速直线运动状态 静止状态 一、力的平衡 G F浮 G F 匀速上浮的潜水艇 匀速降落的运动员 它们分别受到哪些力的作用? G F G F浮 静止的电灯 静止的轮船 它们分别受到哪些力的作用? 二力平衡:一个物体在两个力的作用下,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,则这两个力相互平衡,物体处于平衡状态。 支持力 重力 支持力和重力是平衡力,书处于二力平衡状态。 阻力 重力 阻力和重力是平衡力,跳伞人处于二力平衡状态。 探究二力平衡条件 实 验 1.提出问题: 2.作出猜想(从力的三要素来考虑): 二力平衡要满足什么条件? 两个力的大小如何、方向如何、是否作用在同一物体上、是否在同一直线上。 (2)在两边的绳套上挂等重的钩码。放开塑料板后,塑料板将 。 (1)如图,在两边的绳套上挂不等重的钩码。放开塑料板,塑料板 。 滑向一边 保持平衡 3.设计实验 实验图片换成小车 10 (3)如图,在两边的绳套上挂等重的钩码,将塑料板稍向下移动,使两个拉力的方向成一定角度。放开塑料板,塑料板将 。 向上移动 (4)如图,在两边的绳套上挂等重的钩码。并将塑料板扭转一个角度,使拉塑料板的细绳相互平行,但不在同一直线上。放开塑料板,塑料板将 。 转动 实验 物体在水平方向所受二力的情况 运动状态是否改变 大小 方向 是否在一条直线上 一 不相等 相反 在同一条直线上 改变 二 相等 相反 在同一条直线上 不改变 三 相等 成一定角度 不在同一条直线上 改变 四 相等 相反 不在同一条直线上 改变 4.实验结论 实验图片换成小车 13 探究影响物体平衡的条件 二力平衡条件 简记:同体、等大、反向、共线。 小结 作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。 一对平衡力与一对相互作用力的异同 一对平衡力 一对相互作用力 相同点 大小 方向 不同点 受力物体 力的变化 相等 相反,且在同一直线上 分别作用在两个物体上 同时产生、 同时变化、 同时消失 作用在同一物体上 一个力发生变化,另一个力不一定随着变化 下列情况,两力平衡了吗?为什么? F1=5 N F2=5 N A F1=3 N F2=5 N B F1=5 N F2=5 N C F1=5 N F2=5 N D 练一练 平衡力 运动状态不改变 F G 向上匀速: F=G 向下匀速: F=G 静止: F=G 物体只受拉力和重力的作用 二、二力平衡的条件 非平衡力 运动状态改变 F G 向上加速: 向下加速: F>G 运动状态改变,一定有力作用在物体上,并且是非平衡力。 有平衡力作用在物体上,运动状态不改变; F<G G F 已知物体受力 已知物体状态 已知拉力大小 求重力大小 二力平衡条件 一辆小车受到 50 N 的拉力和 30 N 的阻力,车怎样运动? v G N F1=50 N F2=30 N 已知物体受力 二力平衡条件 物体运动状态 一降落伞重为 50 N,运动员在空中张开伞匀速直线下降,在此过程中运动员和伞受到空气阻力的大小为 750 N ,则运动员所受的重力为( ) A、750N B、800N C、700N D、50N C F G1 G2 G F 练一练 课堂小结 二力平衡 平衡状态: ①静止 ②匀速直线运动 二力平衡条件: 同体 等大 反向 共线 应用: ①根据物体的平衡状态分析作用力; ②根据物体受力情况判断运动状态 平衡力与相互作用力的异同 课堂练习 1.下列关于平衡力,说法中正确的是( ) A.物体在平衡力的作用下一定保持静止状态 B.作用在物体上的两个力的三要素完全相同,这两个力一 定是平衡力 C.物体受到重力和拉力的作用,这两个力方向相反,它们一定是平衡力 D.运动物体在平衡力的作用下一定保持匀速直线运动状态 D 2.一个文具盒放在水平桌面上静止不动,下列力中属于平衡力的是( ) A.文具盒对桌面的压力和桌面对文具盒的支持力; B.文具盒的重力和文具盒对桌面的压力; C.文具盒的重力和桌面对文具盒的支持力。 D.文具盒的重力和文具盒对地球的吸引力 C 3.一降落伞受到地球的吸引力为50N,运动员在空中张开伞匀速直线下降,在此过程中运动员和伞受到空气阻力的大小为750N,则运动员收到地球的吸引力为( ) A.750N B.800N C.700N D.50N c 问题1:小车受到的阻力为多少? 4. 一辆小车在水平道路上做匀速直线运动,水平方向受到50N的牵引力,小汽车质量为2000kg G F支 F牵=50N f 问题2:小车受到路面对它的支持力为多少? 解:已知小车做匀速直线运动,处于平衡状态,受平衡力。通过受力分析可知,小车水平方向受牵引力F牵和阻力f。根据二力平衡条件,小车受到的阻力f=F牵=50N. 解:已知小车质量为2000kg,小车所受重力G=mg=2000kg 10N/kg=2 104N.通过受力分析可知,小车竖直方向受支持力F支和重力G。根据二力平衡条件,小车受到的支持力F支=G=50. 知识点1 平衡状态与平衡力 1. 小朋友们在游乐园体验了下面的活动,在活动中处于平衡状态的是( C) C 2. (学科内综合)小球在水平面上运动的频闪照片如图所示(闪光灯 每隔0.02 s闪光一次),观察图中小球的位置,可以判断小球做的 (选填“是”或“不是”)匀速直线运动,小球在水平方向上受到 的力是 (选填“平衡力”或“非平衡力”)。 不 是 非平衡力 知识点2 二力平衡的条件 3. “探究二力平衡条件”的实验装置如图所示。 (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 。 大小相等 (2)用手按住小车不动,把两个托盘挂在小车的同一侧,并放入质量 相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力 。 (3)把小车放在水平桌面上,保持两托盘中砝码的质量相等,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 。 (4)实验中为了减小桌面阻力对实验的影响,应选择质量较 (选填“大”或“小”)的砝码进行实验。 方向相反 扭转回来 同一直线上 大 4. 如图所示,作用在物体上的两个力属于平衡力的是( D ) D 知识点3 二力平衡条件的应用 5. 在平直的路面上,一个人沿水平方向用20 N的力推一辆重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( B ) A. 20 N,向西 B. 20 N,向东 C. 150 N,向西 D. 150 N,向东 B 6. 2024年4月30日,神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着 陆。如图所示,返回舱在落地前的某段时间内沿竖直方向匀速下落,若 降落伞、返回舱、航天员的总质量约为8 t,空气对整体的阻力约 为 N,方向为 。(g取10 N/kg) 8 104 竖直向上 知识点4 平衡力与相互作用力 7. 电灯通过电线吊在天花板上,电灯对电线的拉力和电线对电灯的拉 力是一对 力,电灯受到的重力和电线对电灯的拉力是一 对 力。平衡力和相互作用力的区别:平衡力作用在 物 体上;相互作用力作用在 物体上。(后两空均选填“同一”或 “不同”) 相互作用 平衡 同一 不同 8. (2023 四川乐山中考)如图所示,茶杯静止在水平桌面上,下列各 对力中属于平衡力的是( A ) 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 A [变式] (2024 上海中考)小申坐电梯回家时,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( D ) A. F1>G B. F2>G C. F1和F2是平衡力 D. F2和G是平衡力 D 9. (2024 安徽宿州月考)一辆静止在水平面上的小车如图所示,在其 支架的杆上固定一个质量为m的小球,关于杆对小球作用力的描述,下 列说法正确的是( A ) A. 力的方向竖直向上,大小为mg B. 力的方向沿杆斜向上,大小为2mg C. 力的方向垂直于杆向上,大小为mg D. 力的方向沿杆和竖直方向之间的某一方向,大小 为2mg A 10. (教材习题变式)如图所示,质量为30 kg的小船静止在水面上,它 除了受到重力之外,还受到另一个力的作用。另一个力的大小等 于 N,方向为 。(g取10 N/kg) 300 竖直向上 11. 起重机用钢丝绳吊着质量为2 t的货物在空中静止不动,绳的拉力F1 为 N;若吊着该货物沿竖直方向以2 m/s的速度匀速下降,则 绳的拉力F2 (选填“>”“=”或“<”)F1,拉力的方向 为 。(g取10 N/kg,不计空气阻力) [变式] 若上述货物沿竖直方向以3 m/s的速度匀速上升,则拉力F3 (选填“>”“=”或“<”)F1,拉力的方向为 ;若吊 着该货物斜向上做匀速直线运动,则拉力的方向为 。(g 取10 N/ kg,不计空气阻力) 2 104 = 竖直向上 = 竖直向上 竖直向上 12. (科学探究)在“探究二力平衡的条件”的实验中,小明设计了 甲、乙、丙三种实验方案,请你回答下列问题。 (1)当物体处于静止状态或 状态时,我们认为它受 到的力是相互平衡的。 (2)方案乙中,用小车代替了木块,减少了 对实验结果的 影响。 (3)实验中,通过改变 来改变物体受到拉力的大小。 匀速直线运动 阻力 钩码的个数 (4)将图丙中的小卡片换成弹簧测力计,左右两边各挂5 N的钩码,则 弹簧测力计的示数为 N。 (5)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,应选 择 方案,操作步骤是在物体两端挂相同钩码的前提下, 。 5 丙 用剪刀 把卡片剪断,看卡片是否仍静止 13. (跨学科)为确定厚度均匀、形状不规则的平板状物体的重心位 置,某同学进行了下面的实验。 (1)如图甲所示,将该物体上的A点悬挂在细线上,当物体 静止时,根据 的原理可知,重力与细线OA在同 一直线上,用铅笔在物体上画出细线OA的延长线AB。 二力平衡 (2)再将该物体上的C点悬挂在细线上,当物体静止时,用 铅笔在物体上画出细线OC的延长线CD。 (3)CD和AB的交点为E,则 点为物体的重心。 E (4)若将图乙中该物体上的F点悬挂在细线上,则物体静止时,细线 沿 方向。 EF $$