内容正文:
第八章 运动和力
第2节 二力平衡
知识梳理 导学园地
1.平衡力
(1)平衡状态:物体在几个力的作用下,保持静止状态或______________状态。
(2)平衡力:使物体处于 状态的几个力。
2.二力平衡Ⅰ
(1)条件:
①作用在 物体上; ②大小 ; ③方向 ;
④在 直线上。
(2)应用:用弹簧测力计测量重力时,重力的大小等于___________________。 (3)相互作用力与平衡力的判断关键:看是否作用在同一个物体上。 Ⅰ.(1)物体如果在某一方向上运动状态保持不变,则在此方向上受到的力为平衡力。
(2)二力平衡的条件可以简记为“同体、等大、反向、共线”。二力平衡时要求这四个条件同时具备,缺一不可。
匀速直线运动
平衡
同一个
相等
相反
同一
弹簧测力计的示数
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知识点一:二力平衡
1.下列各物体中,处于平衡状态的是( )
A.竖直上抛的石子
B.在弯道上运动且快慢不变的汽车
C.沿光滑斜面滚下的小球
D.在平直铁轨上匀速直线行驶的火车
2.(物理学与日常生活)正月十五元宵节是我国传统节日,也称为灯节。如图所示,灯笼通过绳子静止挂在手柄上。下列选项中的两个力属于平衡力的是( )
A.灯笼对绳的拉力和绳对灯笼的拉力
B.绳对手柄的拉力和灯笼对绳的拉力
C.灯笼受到的重力和绳对灯笼的拉力
D.灯笼受到的重力和灯笼对地球的吸引力
D
C
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3.如图所示,一辆太阳能汽车正在水平公路上行驶,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.匀速行驶时该车受到的重力与地面对该车的支持力是一对相互作用力
B.匀速行驶时该车受到的重力和车对地面的压力是一对平衡力
C.加速行驶时该车受到的牵引力和地面对车的阻力大小相等
D.匀速行驶时该车在水平方向和竖直方向上都受到平衡力的作用
名师点睛
判定平衡力的方法
(1)根据状态:物体只要处于平衡状态,所受的力一定是平衡力。
(2)依据二力平衡的条件:“同体”“等大”“反向”“共线”。
D
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知识点二:探究二力平衡的条件
4.(核心素养·科学探究)小华在探究二力平衡的条件时的实验情景如图甲所示。
(1)实验中选择小卡片的目的是 (选填“考虑”或“不考虑”)小卡片的重力;在线的两端挂上钩码,并通过调整 来改变拉力的大小。
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片先转动,最后恢复到初始状态保持静止,此实验是为了探究二力平衡的两个力是否需要作用在 。
(3)在图甲所示情况下,小华将小卡片从中间剪开后,小卡片不能静止,说明两个力必须作用在 才能平衡。
不考虑
钩码个数
同一直线上
同一物体上
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(4)若图甲中的滑轮没有安装在同一高度,你认为小华的实验 (选填“能”或“不能”)进行。
(5)在探究同一问题时,小兰将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小兰的实验,其主要原因是 (填选项字母)。
A.减小阻力对实验结果的影响
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上保持平衡
D.小卡片容易扭转
能
A
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名师点睛
探究中需要明确的问题
(1)实验中是通过改变盘中砝码的个数(或所挂钩码的数量)来改变力的大小的。
(2)选用小卡片(或小车)而不用木块,并且要求选用光滑的桌面,目的是尽量减小阻力对实验的影响。
(3)实验中将小卡片(或小车)在水平桌面上扭转一个小角度的目的是探究两个平衡力是否作用在同一直线上。
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知识点三:二力平衡条件的应用
5.如图所示,一件静置在水平展台上用橡皮泥制成的艺术品,则艺术品受到的重力和支持力( )
A.大小相等
B.支持力较大
C.重力较大
D.是一对相互作用力
6.质量为65 kg的跳伞爱好者跳伞后在空中匀速直线下落,若降落伞受到空气的向上的力为1 200 N(忽略空气对跳伞爱好者的力),则跳伞爱好者携带的装备和降落伞的质量约为(g取10 N/kg)( )
A.120 kg B.65 kg
C.55 kg D.45 kg
A
C
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7.联欢会上,小明请大家做一个游戏:左脚和左侧身体紧贴墙面站立静止, 然后右脚抬离地面,若能使身体仍然保持静止不动者获胜。你认为抬起右脚后,人 (选填“能”或“不能”)保持静止不动,原因是 。
名师点睛
二力平衡的应用
(1)求力的大小和方向:如果物体保持静止状态或匀速直线运动状态,利用力的平衡条件,可根据一个力的大小和方向确定另一个力的大小和方向,步骤是
(2)判断物体的运动状态:如果物体受到平衡力的作用,则物体处于静止状态或匀速直线运动状态。
不能
支持力和重力不在同一直线上
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【易错专攻】
易错点:平衡力和相互作用力的区别
8.小明在测量体重时,静止时体重计对他的支持力为F1,他对体重计的压力为F2,他受到的重力为G,则( )
A.F2与G是一对平衡力
B.F1与F2是一对平衡力
C.F1与F2是一对相互作用力
D.F1与G是一对相互作用力
C
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9.图甲是运动员正全力通过弯道、图乙是运动员获胜后站立在水平赛场中央大声欢呼的情形。下列说法正确的是( )
A.通过弯道过程中运动员处于平衡状态
B.站立时运动员受到的重力和运动员对冰面的压力是一对相互作用力
C.站立时运动员受到的重力和运动员对冰面的压力是一对平衡力
D.图甲中运动员的手对冰面的压力与冰面对运动员的手的支持力是一对相互作用力
D
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易错警示
平衡力和相互作用力的区别
项目 平衡力 相互作用力
图示
不同点 作用在一个物体上 作用在两个物体上
相同点 大小相等、方向相反、在同一直线上
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—— 基础巩固练 ——
1.利用每秒闪光30次的照相装置拍摄到的四个物体的闪光照片如图所示,图中的小黑块表示在不同时刻物体的位置,箭头表示物体的运动方向,其中物体受到平衡力的是( )
B
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2.如图所示,用电线将吊灯悬挂在天花板上。当灯静止时,与灯所受拉力平衡的力是( )
A.电线对天花板的拉力
B.灯对电线的拉力
C.电线所受的重力
D.灯所受的重力
3.围棋起源中国,拥有悠久的历史。如图所示为一种可以在竖直棋盘上随意移动的磁性围棋,则下列说法正确的是( )
A.棋盘对棋子的吸引力和棋子受到的重力是一对平衡力
B.棋盘对棋子的支持力和棋子受到的重力是一对相互作用力
C.棋子对棋盘的压力和棋盘对棋子的支持力是一对相互作用力
D.棋盘对棋子的吸引力和棋子对棋盘的吸引力是一对平衡力
D
C
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4.(上海中考)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
5.(新情境·传统文化)踢毽子起源于汉代,高承《事物纪原》记:“今时小儿以铅锡为钱,装以鸡羽,呼为毽子,三四成群走踢……”在如图所示的游戏中,毽子被踢出主要表明力可以改变物体的 ;离开脚后由于 毽子能继续上升,毽子运动到最高点时,受力 (选填“平衡”或“不平衡”)。
D
运动状态
惯性
不平衡
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6.(核心素养·科学探究)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甲所示,小明同学采用的实验装置如图乙所示。
(1)老师指出图乙的装置更科学,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。
(3)左、右两盘放质量相等的砝码,小车保持静止。在左盘中再添加一个砝码,小车将运动,说明彼此平衡的两个力大小 。
(4)小车处于静止后,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。
阻力
静止
相等
同一直线
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—— 素养提升练 ——
7.(学科融合·数学)用封闭曲线(内部区域)表示集合及其关系的图形,我们称它为维恩图。如图所示,一对平衡力与一对相互作用力的维恩图,它们的相同点已标明在重叠的区域。请你写出它们独有的特征(不同点),平衡力: ,相互作用力: 。
8.如图所示,甲物体重为18 N,乙物体重为5 N,甲、乙均静止,不计弹
簧测力计自重及阻力,则弹簧测力计示数为 N,甲对地面的压
力为 N。
作用在同一物体上
作用在不同物体上
5
13
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9.一位重为600 N的运动员进行“背越式跳高”的四个过程如图所示,请完成下列有关问题。
(1)当运动员自然站立在水平比赛场地上时,如图甲所示,他处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态,此时受到场地对他的支持力大小为 N,方向 。
(2)当他越过跳高横杆时,如图丁所示,他处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态,你判断的依据是 (忽略空气阻力)。
平衡
600
竖直向上
非平衡
他只受重力作用
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$$