内容正文:
第五节 二力平衡
运动和力
第七章
第七章 运动和力
第五节 二力平衡
新知梳理 应用示例 课堂小结
全品初中
1.平衡状态:物体处于 或 ,我们就称物体处于平衡状态。
2.平衡力: 。
3.二力平衡: 。
一、平衡状态
静止
匀速直线运动状态
处于平衡状态的物体所受的力
物体只受两个力而处于平衡状态
解析
新知梳理
[注意] (1)以上定义的逆命题“物体受平衡力作用时,保持静止或匀速直线运动状态”也成立。
(2)“物体保持静止状态或匀速直线运动状态时,一定是受到了平衡力的作用”的说法是错误的。因为物体保持静止状态或匀速直线运动状态有两种可能:一是物体不受外力作用,这是一种理想情况;二是受平衡力作用,即合力为零。
解析
新知梳理
1.发现问题、提出问题
如图7⁃5⁃1所示,甲、乙两队进行拔河比赛,当绳子被拉紧而不动时,甲队对绳子的拉力和乙队对绳子拉力有什么关系?
二、二力平衡的条件
图7⁃5⁃1
解析
新知梳理
2.设计方案、收集证据
(1)实验装置:如图7⁃5⁃2所示,取一块硬纸板,在相对的顶点附近各开一个小孔,用细线系住,细线的另一端跨过桌边的滑轮悬挂钩码,观察纸板在什么条件下保持静止。
图7⁃5⁃2
解析
新知梳理
(2)实验过程
①在两端挂质量不相等的钩码,放手后观察纸板能否静止;当挂质量相等的钩码时,放手后观察纸板能否静止。
②其他条件不变,将左边细线和钩码移至右边,和右边拉力的方向相同,放手后观察纸板能否静止。
③其他条件不变,在挂质量相等的钩码时,把纸板扭转一个角度后释放,观察纸板能否静止。
④其他条件不变,用剪刀从中间竖直剪断纸板,观察纸板能否静止。
解析
新知梳理
(3)实验记录
纸板在水平方向所受二力的情况 纸板能
否静止
大小 方向 是否在同一条直线上
解析
新知梳理
3.得出结论、作出解释
(1)实验方法:转换法、 法。
(2)实验结论
作用在 上的两个力大小 、方向 ,且作用在 上,这两个力就彼此平衡,即合力为
。
控制变量
同一物体
相等
相反
同一直线
零
解析
新知梳理
4.交流合作、评估反思
(1)实验中用硬纸板做实验的好处是:硬纸板的质量小,可忽略其 对实验的影响。
(2)在两线端分别挂质量相等和质量不等的钩码进行两次实验,目的是 。
(3)实验过程中,把纸板扭转一下,这一操作的目的是
______________________________________。
重力
探究二力平衡是否需要两个力的大小相等
探究不在同一直线上的两个力能否平衡
解析
新知梳理
类型一 平衡状态和二力平衡
例1下列物体处于平衡状态的是 ( )
A.匀速上升中的电梯
B.匀速转弯的汽车
C.从树上下落的苹果
D.在斜坡上自由滑行的雪橇
A
解析
应用示例
[易错警示]平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态,匀速直线运动时,不论其速度多大,运动状态均不发生变化;力的平衡是力与力之间的关系,若受力物体处于平衡状态,则至少受到两个力的作用。
解析
应用示例
类型二 二力平衡的条件
例2如图7⁃5⁃3甲所示是小明探究二力平衡条件时的实验情景。(每个钩码的规格相同)
图7⁃5⁃3
解析
应用示例
(1)如果物体只受两个力作用,且处于静止状态或
状态,说明这两个力是相互平衡的。
(2)小明将系于小卡片(不计自重)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在两线端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 (选填“相同”或“相反”),并通过调整钩码个数来改变拉力大小。
匀速直线运动
相反
解析
应用示例
(3)当小卡片平衡时,小明将小卡片扭转一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡,由此实验步骤可知只有作用在 的两个力才能平衡。
(4)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小明下一步操作是 。
A.左右各加一个钩码
B.把卡片剪成两半
C.把卡片扭转一个角度
不能
同一直线上
B
解析
应用示例
(5)在探究同一问题时,小华将木块放在水平桌面上,设计了图乙装置,同学们认为小明的实验装置优于小华,最主要的原因是 。
A.可减小摩擦力对实验的影响
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向保持平衡
D.小卡片容易扭转
A
解析
应用示例
(6)小丽在做实验时,左右支架上装配两个滑轮时没有安装在相同的高度,如图丙所示,你认为小丽的装置 (选填“能”或“不能”)进行实验。
能
解析
应用示例
[实验点拨] “探究二力平衡条件”实验中应注意的几个问题
(1)实验中用轻质纸板做实验效果较好,可减小阻力对实验的影响。
(2)在研究作用在同一物体、同一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)该实验的不足之处是:在加减钩码时,卡片所受到的拉力不是连续变化的;改进:可以用细沙代替钩码,用天平测出细沙的质量即可。
解析
应用示例
例3 如图7⁃5⁃4所示,用轻绳以1 m/s的速度将重为200 N的重物匀速向上提起,这时轻绳对重物的拉力为 N;若重物以2 m/s的速度匀速下降,此时轻绳对重物的拉力为 N,拉力的方向为 (选填“竖直向上”或“竖直向下”)。
200
类型三 二力平衡条件的应用
图7⁃5⁃4
200
竖直向上
解析
应用示例
[方法指导]根据二力平衡条件判断力的大小和方向的方法
解析
应用示例
例4 如图7⁃5⁃5所示是公共自行车绿色标志,由人、自行车和道路三个元素组成,寓意绿色出行。关于人在水
平路面上骑车时,以下说法正确的是 ( )
A.人受到的重力和人对自行车的压力是一对相互作用力
B.人对自行车的压力和自行车对人的支持力是一对平衡力
C.自行车受到路面的支持力和自行车的重力是一对平衡力
D.人受到的重力与自行车对人的支持力是一对平衡力
D
类型四 平衡力与相互作用力
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 大小相等,方向相反,作用在同一直线上
不
同
点 作用在同一物体上 作用在不同物体上
两个力的性质不一定相同 两个力的性质一定相同
一个力的产生、变化、消失,不一定影响另一个力 两个力同时产生、同时变化、同时消失
作用效果可以相互抵消,合力为0 作用效果不能相互抵消,也不能求其合力
解析
应用示例
平衡状态
静止
匀速直线运动
二力平衡的条件
作用在同一物体上
大小相等
方向相反
作用在同一直线上
解析
课堂小结
谢 谢 观 看!
全品初中
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