内容正文:
2.2 运动与相互作用
第二课时 二力平衡
1
学习目标
1.知道二力平衡条件
2.能运用力与平衡的知识,分析物体的受力情况,判断物体的运动状态
3.能欣赏力与平衡之美
教学内容
请同学们回顾牛顿第一定律的内容?
一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
当物体受到外力时,它的运动状态一定会改变吗?
复习导入
请同学们对下列物体进行受力分析?
支持力
重力
空气阻力
总重力
静止的小鸟
匀速下降的降落伞和运动员
左侧两个物体处于静止和匀速直线运动状态,但是它们都受力,这是否和牛顿第一定律矛盾呢?
力的平衡
新课讲授——平衡力
物理学中,把物体保持静止或匀速直线运动状态称为平衡状态,物体如果在两个力的作用下处于平衡状态,这两个力就互称为平衡力。
平衡状态
平衡状态
匀速直线运动状态
静止状态
新课讲授——平衡力
上述的小鸟、降落伞和运动员整体虽然都受到了力,但所受力是平衡力,改变物体运动状态的作用效果相互抵消,因而能保持静止或匀速直线运动的平衡状态
支持力
重力
空气阻力
总重力
静止的小鸟
匀速下降的降落伞和运动员
平衡力
平衡力
新课讲授——平衡力
小试牛刀
1.下列物体中,正在受到平衡力作用的是( )
A.正在腾空而起的火箭
B.自由竖直下落的石子
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
2. 起重机吊着重物使其以速度 v0 匀速上升,钢丝绳的拉力是 6 000 N;若起重机吊着同一重物使其以 的速度匀速下降,则此时钢丝绳的拉力( )。
A. 大于 6 000 N B. 等于 6 000 N
C. 等于 3 000 N D. 小于 3 000 N
B
3. 一本书放在水平桌面上,书上放一支钢笔,它们都保持静止,下列哪个说法正确?( )
A. 钢笔受到的重力和书对钢笔的支持力是一对平衡力
B. 钢笔对书的压力和书对钢笔的支持力是一对平衡力
A
新课讲授——二力平衡条件
两个力平衡时,这两个力的大小、方向有什么关系呢?
二力平衡的条件
猜想与假设:
两个力应该在同一物体上
两个力的大小可能要相等
两个力的方向可能要相反
两个力可能要在一条直线上
作用点
大小
方向
力的三要素
控制变量法,改变物体受到的两个力的三要素,当物体处于静止时,二力平衡。
实验方法:
新课讲授——二力平衡条件
在如图所示的实验装置中,向质量相等的两个托盘中分别加入适量砝码,使纸板 M 保持静止状态,这时纸板在水平方向上受到两个力 F1、F2 的作用。思考两个力之间有什么关系?纸板所受合力的大小、方向怎样?
新课讲授——二力平衡条件
新课讲授——二力平衡条件
观察实验视频,总结二力平衡的条件
新课讲授——二力平衡条件
作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反,并且作用在同一条直线上。
二力平衡的条件
口诀:同体、等大、反向、共线。
受二力
静止状态
匀速直线运动状态
二力平衡
等大
反向
共线
新课讲授——二力平衡条件的应用
新课讲授——二力平衡条件的应用
已知物体受力
已知物体状态:静止或匀速直线运动
已知拉力大小
求摩擦力大小
二力平衡条件
新课讲授——二力平衡条件的应用
已知物体受力
已知物体状态:静止
已知拉力大小
求重力大小
二力平衡条件
小试牛刀
4. 如图 所示,在下列物体的受力示意图中,F 与 F′ 大小相等,则哪
个物体处于平衡状态?( A )
C
小试牛刀
5. 如图是探究“二力平衡的条件”实验示意图。小车置于水平桌面,两端的轻质细绳绕过定滑轮挂有等重钩码。F1 是小车受到的向左的拉力,F2 是小车受到的向右的拉力,F1 与 F2 在同一水平直线上。若忽略摩擦,下列说法中错误的是( )。
A. 小车在水平方向上就只受到 F1、F2 作用
B. 增减钩码个数,可探究二力大小对小车平衡的影响
C. F1、F2 大小相等时,小车可处于平衡状态
D. 将小车水平扭转 90° 时,F1、F2 仍在同一直线上
D
小试牛刀
6. 冬天里,某些地方的人们常用狗拉雪橇来代步。一条狗用 200 N 的水平拉力拉着重 2 000 N 的雪橇在水平雪面上匀速向东前进,雪橇受到地面的滑动摩擦力的大小是 N、方向是 。此时,雪橇受到的重力和 是一对平衡力,其中,后者的大小为 N、方向是 。
200
水平向西
地面对雪橇的支持力
2000
竖直向上
小试牛刀
7. 窗玻璃上趴着一只壁虎,画出壁虎受到的重力和摩擦力的示意图
重力
摩擦力
小试牛刀
8.如图所示,同一木块在同一粗糙水平面上,先后以不同的速度被匀速拉动。图(a)中速度为 v1,图(b)中速度为 v2,图(c)中木块上叠放一重物,共同速度为 v3,且 v1<v2<v3,匀速拉动该木块所需的水平拉力分别为 F1、F2 和 F3。请比较 F1、F2 和 F3 的大小并说明理由。
新课讲授——平衡力和相互作用力辨析
VS
大小
方向
作用点
作用物体
大小相等
大小相等
方向相反
方向相反
作用在同一条直线上
作用在同一条直线上
作用在同一个物体
作用在两个不同物体
相同点
大小相同
相同点
方向相反
相同点
作用在同一条直线上
不同点
作用在同一个物体
作用在两个不同物体
大家好,
我是平衡力
大家好,
我是相互作用力
请观察下面两组力,根据平衡力和相互作用力的不同点,判断它们是平衡力还是相互作用力?
第一组:如图所示,把一个茶杯静置在水平桌面上,则茶杯对桌面的压力和桌面对茶杯的支持力是一组什么力?
茶杯对桌面的压力
桌面对茶杯的支持力
这两个力作用在两个不同的物体上
它们是一组相互作用力
桌面
茶杯
解题模型
物体B
物体A
即仅发生在两个物体间,你给我一个力,我给你一个力,即“互殴”
新课讲授——平衡力和相互作用力辨析
请观察下面两组力,根据平衡力和相互作用力的不同点,判断它们是平衡力还是相互作用力?
第二组:如图所示,把一个茶杯静置在水平桌面上,则茶杯的重力和桌面对茶杯的支持力是一组什么力?
桌面对茶杯的支持力
茶杯的重力
茶杯
地球
桌面
作用于同一物体,茶杯处于平衡状态
它们是一组平衡力
群殴(2V1)
01
平衡力判断步骤:
作出所给力的示意图
02
观察是否作用同一物体
03
看物体是否在两个力作用下平衡
为平衡力
04
新课讲授——平衡力和相互作用力辨析
物理聊吧
请在图中画出静止在水平桌面上的杯子受力的示意图,并与同学比较结果。如果杯子所受的重力是 5 N,你能判断桌面对它的支持力大小是多少吗?为什么?
如图所示,桌面对杯子的支持力和杯子所受的重力是一对平衡力,所以桌面对它的支持力大小为5N
科学书屋
本节小结
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
平衡力和相互作用力辨析
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