8.2 二力平衡 -2024-2025学年人教版物理八年级下学期

二力平衡 第2节 第八章 运动和力 温故知新：牛顿第一定律的内容是什么？ 物体不受力时 静止状态/匀速直线运动状态 物体受力时 变速运动 静止状态/匀速直线运动状态 不存在 重点研究 新课导入 衔接：那么问题来了，同学们先回顾一下牛顿第一定律的内容。……牛顿定律说的是物体不受力时，物体会处于静止状态或匀速直线运动状态，但是现实中不受力的物体机会是不存在的，比如刚才我们说的高铁。但是我们在现实中也能看见，物体受力时会静止，会匀速直线运动，也会变速运动等多种情况。那么我们今天要重点探究的就是物体处于静止或者平衡状态时所受的力是怎样的？ 一、力的平衡 你知道有哪些处于静止或匀速直线运动状态的物体？ G F支 G F F牵引 f G F拉 新课讲授 衔接：现在请同学们开动脑筋想想都有哪些物体处于匀速直线运动状态和静止状态呢？…… 比如说打坐的唐僧，一直坐在地上，他是静止的。在他安安静静打坐时，妖怪把他给抓走了，用绳子捆起来吊在空中，他还是静止的。孙悟空开着汽车来救他，在做匀速直线运动。 为什么这些物体保持静止，或匀速直线状态呢？我们来分析一下他们所受的力。…… 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。这几个力是一组平衡力。 平衡状态：静止状态或者匀速直线运动状态。 什么样的两个力才能使物体处于平衡状态呢？ 新课讲授 衔接：以上物体保持静止或者匀速直线运动状态，我们也称这个状态为平衡状态。它们是在几个力的作用下保持的平衡状态。我们就说这几个力平衡。比如说我们用3根绳子吊起来一个足球，足球会在三个拉力和重力的作用下保持静止，达到平衡状态。如果物体只受到两个力并且处于平衡状态，那么此时物体就处在二力平衡的状态，二力平衡的情况最简单，我们先研究二力平衡的情况，那么什么样的两个力才能使物体处于平衡状态呢？ 思考：想象一下，你现在站着不动，这时候有两个人来拉你，他们要如何拉你你才能保持静止呢？ 二、二力平衡的条件 F1 F2 新课讲授 探究二力平衡的条件 什么样的两个力才能使物体处于平衡状态呢？ 提出问题： 猜想： 两个力的大小可能要相等 方向可能要相反 可能要作用在同一条直线上 两个力的应该作用在同一个物体上 新课讲授 设计实验： 如何使物体在水平方向受到两个力？ 应该用什么方法去研究？ 实验中如何去改变这些因素？ 控制变量法 新课讲授 衔接：在做实验前，我们还需要制定实验方案，请同学们结合实验器材思考以下这个问题……（为了方便研究，我们只研究水平方向上的运动状态） (对于使用纸片进行实验的，重力和空气阻力忽略不计；对于使用小车的，要提醒学生使用光滑的水平面进行实验) 问题答案： 1.往物体两侧用细线分别连接一个托盘(也可以打一个扣，挂钩码)，往里面放砝码，这样就能提供稳定的拉力。（人用手拉无法提供具体大小的拉力，且不稳定） 2.应该使用控制变量法 3.对于大小，可以改变托盘里面的砝码数量；对于方向，可以改变细线放的方向；对于作用在同一直线上，可以扭转物体一定的角度；对于作用在同一个物体上，可以将物体分割，或者拿来另外一个物体。 实验一：两个力的大小是否相等 进行实验： 实验图片换成小车 8 实验二：两个力的方向是否相反 新课导入 实验三：两个力是否作用在同一物体 新课导入 实验四：两个力是否作用在同一直线 新课导入 对比四个实验： 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 二 相等 相同 在同一条直线上 三 相等 相反 不在同一条直线上 四 相等 相反 一条直线，但不在同一物休上 改变 改变 改变 改变 实验图片换成小车 12 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，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。 简记：同体、等大、反向、共线。 交流与评估： 说一说实验过程中你遇见了什么问题？ 新课讲授 衔接：最后我们一起来总结一下……这两个力就可以叫做一对平衡力。 新课讲授 例1 实验小组要“探究二力平衡的条件”,实验中每个钩码的重力相同,摩擦力忽略不计。 甲 乙 丙 （1）如图甲装置,当左右两端同时各挂两个钩码时,小车静止,此时 、 的方向______,大小______;当左右两端同时取下一个钩码时, 如图乙,小车仍静止,此时______ ;当右端再挂上一个钩码时,如 图丙,______ ,小车将向____（选填“左”或“右”）做加速运动。 相反 相等 等于 小于 右 第2节 二力平衡 15 （2）在图甲实验的基础上,将小车扭转一个角度,松手后,观察小 车的情况,这样做是为了探究两个平衡力是否在______________。 同一条直线上 （3）对比甲、乙、丙三次实验可得:作用在同一物体上的两个力, 如果大小相等、______________________________,这两个力就 彼此平衡。 方向相反、作用在同一条直线上 第2节 二力平衡 16 三、二力平衡条件的应用 平衡力 运动状态不改变 （平衡状态） 向上匀速： F=G 向下匀速： F=G 静止： F=G G F拉 新课讲授 衔接：根据二力平衡的条件我们可以进行一些应用。比如说…… 起重机在匀速拉货物，或者吊着货物静止。货物的运动状态不改变，处于平衡状态。…… 已知物体受力(F与G) 已知物体状态(静止) 已知拉力大小(F) 得到重力大小 G F拉 二力平衡条件 G F支 G F支 新课讲授 衔接：在我们使用弹簧测力计测量物体所受的重力时，就曾用到二力平衡条件。这时物体所受的重力与弹簧测力计对它的拉力大小相等，方向相反。同样的，桌上的花瓶，天花板上的吊灯……都可以在知道一个力的前提下，推出另外一个力的大小和方向。 思考：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 向左加速运动 思考：竖直上抛一个小球，小球在最高点的速度是多少？此时小球是否处于平衡状态？ G 不处于，此时小球没有受到平衡力。只是瞬时静止，而不能保持静止。 新课讲授 例2 [2023广西模拟] 如图所示,两匹玩具马沿水平方向分别用 的力同时拉弹簧测力计的挂钩和拉环,使弹簧测力计保持静 止状态,不计弹簧测力计的自重。则弹簧测力计的示数为( ) C A. B. C. D. 第2节 二力平衡 20 例3 将一本厚薄和质地均匀的长方形笔记本一角用细绳拴住悬挂 起来,静止时的状态应是下列的( ) B A.&1& B.&2& C.&3& D.&4& 第2节 二力平衡 21 平衡力 相互作用力 相同点 大小相等，方向相反，作用在同一条直线上 不同点 受力物体 作用在同一物体上 作用在两个不同物体上 受力变化 一个力变化，另一个力不一定变化 同时产生、同时消失 受力效果 使物体保持平衡状态 两个力分别产生各自的效果 思考：你知道平衡力和相互作用力的区别吗？ 拓展与延伸 例4 [2023湖南] 如图所示,人骑在马背上,人和马均处 于静止状态。下列说法正确的是( ) D A.地面对马的支持力和马受到的重力是一对平衡力 B.马对地面的压力和地面对马的支持力是一对平衡力 C.马对人的支持力和人受到的重力是一对相互作用力 D.地面对马的支持力大小等于人和马受到的重力之和 第2节 二力平衡 23 二力平衡 平衡状态 探究二力平衡的条件 二力平衡条件的应用 静止 匀速直线运动 同体、等大、反向、共线 课堂小结 Lavf58.30.100 $$