8.2 二力平衡 自学案-2025-2026学年人教版物理八年级下册

该初中物理导学案聚焦《运动和力》中“二力平衡”，涵盖平衡状态、二力平衡条件、应用及与相互作用力的区别。通过“知识回顾”衔接牛顿第一定律，从物体不受力的平衡状态、运动状态改变的原因到书本静止的受力分析，搭建旧知到新知的学习支架。 以核心素养为导向，通过实验探究（控制变量法）培养科学探究能力，结合“思考与讨论”中的生活实例（如匀速自行车、静止桌子）提升科学思维，习题设计分层且结合实例，帮助学生形成物理观念，便于自主学习和教师教学评估。

2025-2026学年人教版初中物理八年级下学期 第八章《运动和力》第二节《二力平衡》自学案 核心素养目标​ 1.物理观念：形成二力平衡的基本观念，知道二力平衡的条件，能识别生活中的二力平衡实例，建立对平衡状态与受力关系的正确认知。​ 2.科学思维：通过分析二力平衡的条件，初步具备判断物体是否处于平衡状态及受力是否平衡的思维能力，能结合二力平衡解释物体的运动状态。​ 3.科学探究：通过实验探究二力平衡的条件，体验科学探究的基本过程，理解控制变量法在实验中的应用，培养实验设计、操作和分析能力。​ 4.科学态度与责任：感受二力平衡在生活、生产中的广泛应用，认识其对解释物体运动状态的重要意义，培养严谨的科学探究态度和应用知识解决实际问题的意识。​ 学习重难点​ 1.知道二力平衡的条件，能判断物体受到的两个力是否平衡（重点）。​ 2.理解二力平衡与物体运动状态的关系，能运用二力平衡解释生活中的现象（重难点）。​ 3.区分二力平衡与相互作用力（重点）。​ 【知识回顾】（衔接旧知）​ 1.牛顿第一定律指出：一切物体在不受力时，总保持________状态或________状态，这两种状态统称为________状态。​ 2.物体的运动状态改变是指速度的________或________发生改变，运动状态改变的物体一定受到________的作用。​ 3.放在水平桌面上的书本保持静止，它受到________和________两个力的作用，这两个力的作用效果相互抵消，使书本的运动状态不变，这种情况属于________。​ 【自主预习】（初中核心）​ 一、平衡状态与平衡力​ 1.平衡状态：物体保持________状态或________状态，叫做平衡状态。​ 2.平衡力：物体在几个力的作用下处于平衡状态，我们就说这几个力相互平衡，简称平衡力。如果物体只受两个力的作用而处于平衡状态，这种情况叫做________。​ 3.举例：静止在桌面上的杯子（受重力和支持力，二力平衡）、匀速行驶的汽车（水平方向受牵引力和阻力，二力平衡；竖直方向受重力和支持力，二力平衡）。​ 二、二力平衡的条件（实验探究核心）​ 1.实验探究：“探究二力平衡的条件”​ 实验目的：探究作用在同一物体上的两个力，在什么条件下才能使物体处于平衡状态。​ 实验器材：带挂钩的小车、两端带定滑轮的木板、细线、钩码、弹簧测力计等。​ 控制变量法应用：分别探究两个力的大小、方向、作用线及是否作用在同一物体上对平衡状态的影响。​ 2.二力平衡的条件（四个条件同时满足）：​ 作用在________物体上（同体）；​ 大小________（等大）；​ 方向________（反向）；​ 作用在________直线上（共线）。​ 3.简单记忆：“同体、等大、反向、共线”，四个条件缺一不可。​ 三、二力平衡的应用​ 1.由平衡状态判断力的关系：如果物体处于平衡状态（静止或匀速直线运动），则物体受到的力一定是平衡力，满足二力平衡的条件。​ 例：静止在水平地面的物体，重力 G=5N，则支持力 F=N，方向。​ 2.由力的关系判断运动状态：如果物体受到的两个力是平衡力，则物体一定处于平衡状态（静止或匀速直线运动）。​ 例：用 10N 的水平拉力拉物体在水平面上做匀速直线运动，则物体受到的阻力 f=N，方向与拉力方向。​ 3.二力平衡与相互作用力的区别（关键：是否作用在同一物体上）：​ 对比项目​ 二力平衡​ 相互作用力（作用力与反作用力）​ 受力物体​ 作用在________物体上​ 作用在________物体上​ 力的性质​ 可以是不同性质的力​ 一定是相同性质的力​ 同时性​ 同时产生、同时消失​ 同时产生、同时消失​ 实例​ 物体受到的重力与支持力​ 物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力​ ​三、二力平衡与牛顿第一定律的关系​ 1.牛顿第一定律是二力平衡的理论基础：物体不受力时处于平衡状态，而二力平衡时物体的合力为 0，效果等同于不受力，因此运动状态不变。​ 2.二力平衡是牛顿第一定律的实际应用：生活中物体大多受多个力作用，当合力为 0（二力平衡）时，物体保持平衡状态，符合牛顿第一定律的规律。​ 思考与讨论​ 一、二力平衡的条件辨析​ 1.用两个大小相等、方向相反的力分别拉桌子的两端，桌子可能静止，也可能运动，为什么？请结合二力平衡的条件解释。​ 2.静止在斜面上的木块，受到重力和斜面的支持力，这两个力是否是一对平衡力？为什么？（提示：从二力平衡的 “共线” 条件分析）​ 3.挂在弹簧测力计下的物体静止时，弹簧测力计的示数等于物体的重力，这是利用了二力平衡的原理，请具体分析：物体受到哪两个力的作用？弹簧测力计的示数反映的是哪个力的大小？​ 二、二力平衡的应用分析​ 1.匀速行驶的自行车，水平方向受到的牵引力和阻力是一对平衡力，当骑行者停止蹬车后，自行车会慢慢停下来，此时牵引力消失，阻力仍然存在，这两个力还能平衡吗？自行车的运动状态为什么会改变？​ 2.用 5N 的水平力推静止在水平地面上的桌子，桌子没有被推动，桌子受到的推力和阻力是一对平衡力吗？这两个力的大小关系是怎样的？如果用 10N 的水平力推桌子，桌子仍然静止，阻力会变成多少？​ 3.请分析：“跳伞运动员匀速下落时，受到的重力大于空气阻力” 的说法是否正确？为什么？​ 三、二力平衡与相互作用力的区分​ 1.放在水平桌面上的书本，受到桌面对它的支持力和它对桌面的压力，这两个力是一对平衡力吗？为什么？它们属于什么力？​ 2.请举例说明：一对相互作用力和一对平衡力的具体实例，并简要说明判断依据。​ 例题解析​ 例 1 下列各组力中，属于一对平衡力的是（　　）​ A. 物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力​ B. 物体受到的重力和物体对桌面的压力​ C. 物体受到的重力和桌面对物体的支持力​ D. 物体受到的重力和桌子受到的重力​ 例 2 一个重 10N 的物体静止在水平地面上，用 2N 的水平拉力拉它，物体仍然静止，此时物体受到的阻力大小为（　　）​ A. 0N B. 2N C. 8N D. 10N​ 例 3 如图所示，用弹簧测力计水平拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为 3N。请分析：​ （1）木块受到的水平方向的力有哪些？它们的大小和方向分别是怎样的？​ （2）如果突然增大拉力至 5N，木块的运动状态会发生什么变化？此时木块受到的阻力大小是多少？为什么？​ 预习小结​ 本节课在牛顿第一定律的基础上，学习了平衡状态、平衡力及二力平衡的相关知识。通过学习我们知道，物体处于静止或匀速直线运动状态时为平衡状态，此时受到的力是平衡力；二力平衡的条件是 “同体、等大、反向、共线”；二力平衡与相互作用力的关键区别是受力物体是否相同。二力平衡在生活中应用广泛，是解释物体平衡状态的重要依据，也是力学学习的重要内容。​ 课后练习题​ 1.下列物体中，处于平衡状态的是（　　）​ A. 正在加速行驶的汽车 B. 正在转弯的自行车​ C. 静止在桌面上的文具盒 D. 自由下落的苹果​ 2.二力平衡的条件不包括（　　）​ A. 作用在同一物体上 B. 大小相等 C. 方向相同 D. 作用在同一直线上​ 3.关于二力平衡，下列说法中正确的是（　　）​ A. 相互平衡的两个力，一定是作用在同一物体上的两个力​ B. 只要两个力大小相等、方向相反，就一定是一对平衡力​ C. 物体在两个力的作用下运动状态不变，则这两个力一定是一对平衡力​ D. 相互平衡的两个力，性质一定相同​ 4.用 15N 的水平拉力拉着重 50N 的物体在水平面上做匀速直线运动，物体受到的阻力大小为（　　）​ A. 15N B. 35N C. 50N D. 65N​ 5.下列关于二力平衡与相互作用力的说法中，正确的是（　　）​ A. 二力平衡的两个力，作用在两个物体上​ B. 相互作用力的两个力，作用在同一物体上​ C. 物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对相互作用力​ D. 物体受到的重力和地面对物体的支持力是一对相互作用力​ 6.请简述 “探究二力平衡的条件” 实验的主要步骤（至少写出 3 步）。​ 7.静止在水平桌面上的矿泉水瓶，受到哪两个力的作用？这两个力是否是一对平衡力？请说明理由。​ 8.一辆重 2×10⁴N 的汽车在水平公路上匀速行驶，牵引力为 5×10³N，求汽车受到的阻力大小和方向。​ 9.为什么匀速上升的气球，受到的浮力等于它的总重力？请用二力平衡的知识解释。​ 10.（多选）下列说法中，正确的是（　　）​ A. 物体处于静止状态，一定受到平衡力的作用​ B. 物体受到平衡力的作用，一定处于静止状态​ C. 物体受到的力不平衡，运动状态一定改变​ D. 物体的运动状态改变，一定受到非平衡力的作用​ 11.用弹簧测力计测量一个物体的重力，弹簧测力计的示数为 6N，当物体静止时，弹簧测力计对物体的拉力与物体受到的重力是一对平衡力，请写出这两个力的大小、方向和作用点。​ 12.请设计一个实验，验证 “二力平衡时，两个力的方向必须相反”（写出实验器材、实验步骤、实验现象和实验结论）。​ 学习反思​ 本节课学习中，你有哪些收获？还有哪些问题？​ 收获：________________________________________________________________​ 疑问：________________________________________________________________​ 【知识回顾】答案​ 1.静止；匀速直线运动；平衡​ 2.大小；方向；力​ 3.重力；支持力；二力平衡​ 【自主预习】答案​ 一、平衡状态与平衡力​ 1.静止；匀速直线运动​ 2.二力平衡​ 二、二力平衡的条件​ 2.同一；相等；相反；同一条​ 三、二力平衡的应用​ 1.5；竖直向上​ 2.10；相反​ 3.同一；两个不同​ 思考与讨论答案​ 一、二力平衡的条件辨析​ 1.当两个力作用在同一物体上（桌子），且满足等大、反向、共线时，桌子静止（二力平衡）；如果两个力分别作用在桌子的不同部分，或不共线，或大小不等，则二力不平衡，桌子会运动。关键是是否满足 “同体、等大、反向、共线” 四个条件。​ 2.不是一对平衡力。因为重力的方向竖直向下，支持力的方向垂直于斜面向上，这两个力的方向不在同一条直线上，不满足二力平衡的 “共线” 条件。​ 3.物体受到重力（竖直向下，作用点在重心）和弹簧测力计的拉力（竖直向上，作用点在挂钩处），这两个力是一对平衡力，大小相等；弹簧测力计的示数反映的是拉力的大小，因此等于物体的重力。​ 二、二力平衡的应用分析​ 1.不能平衡。停止蹬车后，牵引力消失，只有阻力作用，两个力不再满足 “等大” 条件，合力不为 0，因此自行车的运动状态改变（速度减小），最终停下来。​ 2.是一对平衡力。桌子静止，处于平衡状态，水平方向的推力和阻力相互平衡，大小相等，因此阻力为 2N；如果用 10N 的力推桌子仍静止，阻力会变成 10N（二力平衡，阻力始终等于推力）。​ 3.不正确。跳伞运动员匀速下落时处于平衡状态，竖直方向受到重力和空气阻力，这两个力是一对平衡力，大小相等、方向相反，因此重力等于空气阻力。​ 三、二力平衡与相互作用力的区分​ 1.不是一对平衡力。因为桌面对书本的支持力作用在书本上，书本对桌面的压力作用在桌面上，受力物体是两个不同的物体，不满足二力平衡的 “同体” 条件；它们属于一对相互作用力。​ 2.二力平衡实例：静止在桌面上的杯子受到的重力和支持力（作用在杯子上，等大、反向、共线）；相互作用力实例：杯子对桌面的压力和桌面对杯子的支持力（作用在杯子和桌面上，等大、反向、共线）。判断依据：受力物体是否相同。​ 例题解析答案​ 例 1 答案：C​ 解析：​ A 错误，是相互作用力（作用在两个物体上）；​ B 错误，重力作用在物体上，压力作用在桌面上，受力物体不同，不是平衡力；​ C 正确，满足二力平衡的 “同体、等大、反向、共线” 条件；​ D 错误，两个重力作用在不同物体上（物体和桌子），不是平衡力。​ 例 2 答案：B​ 解析：物体静止，处于平衡状态，水平方向的拉力和阻力是一对平衡力，大小相等，因此阻力为 2N，故选 B。​ 例 3 答案：​ （1）木块受到水平方向的拉力和阻力；拉力大小为 3N，方向水平向前（与运动方向一致）；阻力大小为 3N，方向水平向后（与运动方向相反），这两个力是一对平衡力。​ （2）木块的运动状态会改变（速度变大）；此时阻力大小仍为 3N；因为阻力的大小与压力和接触面粗糙程度有关，这两个因素不变，阻力大小不变，拉力大于阻力，合力向前，速度增大。​ 课后练习题答案​ 1.答案：C​ 解析：A、B、D 均处于非平衡状态（运动状态改变），C 静止，处于平衡状态，故选 C。​ 2.答案：C​ 解析：二力平衡的条件是 “同体、等大、反向、共线”，方向相同不是条件，故选 C。​ 3.答案：A​ 解析：B 错误，缺少 “同体、共线” 条件；C 错误，可能是多个力平衡，不一定是二力平衡；D 错误，二力平衡的力性质可以不同（如重力和支持力），故选 A。​ 4.答案：A​ 解析：物体匀速直线运动，水平方向拉力和阻力二力平衡，大小相等，故选 A。​ 5.答案：C​ 解析：A、B 错误，二力平衡同体，相互作用力异体；D 错误，是二力平衡；C 正确，故选 C。​ 6.答案：​ 实验步骤：① 将带挂钩的小车放在光滑的木板上，两端通过细线绕过定滑轮，分别挂等质量的钩码；② 观察小车的运动状态（静止，说明二力平衡）；③ 改变一侧钩码的质量，观察小车的运动状态（向钩码多的一侧运动，说明力的大小不等不能平衡）；④ 将一侧细线偏离竖直方向，观察小车的运动状态（转动，说明力不共线不能平衡）；⑤ 将小车分成两个独立的部分，分别挂上钩码，观察两部分的运动状态（相互分离，说明力不同体不能平衡）。​ 7.答案：​ 受到重力和桌面对它的支持力；这两个力是一对平衡力。理由：矿泉水瓶静止，处于平衡状态，重力和支持力作用在同一物体上（矿泉水瓶），大小相等、方向相反（重力竖直向下，支持力竖直向上）、作用在同一直线上，满足二力平衡的四个条件。​ 8.答案：​ 汽车匀速行驶，水平方向牵引力和阻力二力平衡，大小相等、方向相反；因此阻力大小为 5×10³N，方向与牵引力方向相反（即水平向后）。​ 9.答案：​ 匀速上升的气球处于平衡状态，竖直方向受到向上的浮力和向下的总重力（气球自身重力 + 所载物体重力）；根据二力平衡的条件，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一物体上且共线，因此浮力等于总重力。​ 10.答案：CD​ 解析：A 错误，物体静止可能不受力（牛顿第一定律）；B 错误，受平衡力可能匀速直线运动；C、D 正确，故选 CD。​ 11.答案：​ 弹簧测力计对物体的拉力：大小 6N，方向竖直向上，作用点在物体的挂钩接触处；​ 物体受到的重力：大小 6N，方向竖直向下，作用点在物体的重心。​ 12.答案：​ 实验器材：带挂钩的小车、两端带定滑轮的木板、细线、等质量的钩码。​ 实验步骤： ① 将小车放在木板上，两端细线绕过定滑轮，向同一方向挂等质量的钩码（两个力方向相同）； ② 观察小车的运动状态； ③ 将一侧细线反向，挂等质量的钩码（两个力方向相反）； ④ 观察小车的运动状态。​ 实验现象： ① 两个力方向相同时，小车向受力方向运动； ② 两个力方向相反时，小车静止。​ 实验结论：二力平衡时，两个力的方向必须相反。 9 学科网（北京）股份有限公司 $