第2节 二力平衡（培优教学课件）物理新教材人教版八年级下册

该初中物理课件聚焦“二力平衡”核心知识点，以传送带物件匀速运动现象导入，通过回顾牛顿第一定律中“不受力时运动状态不变”，引出受力平衡状态，构建从“不受力”到“受力平衡”的知识支架。 其亮点在于融合5段高质量实验视频（含探究二力平衡条件及3种改进实验），通过科学探究（如实验设计四要素分析、改进方案优化）和科学思维（实例计算、平衡力与相互作用力区分）培养核心素养。助力学生提升实验探究与问题解决能力，为教师提供结构化教学资源。

物理八年级下册•人教版 第八章 　运动和力 第2节 　二力平衡 致：老师同学 1. 说明: ppt使用高质量视频，资源比较大，约58.91MB ppt共有48张、5段视频，可根据需要选择点播 …………………………………………………………………………… 2. 视频资源： ①演示实验—《探究二力平衡的条件》 ②演示实验—《探究二力平衡的条件改进1、2、3》 ④视频讲解—《悬挂法找重心》 …………………………………………………………………………… 3. 免责追责：视频版权归原作者，如涉及版权问题，请联系删除。 ppt版权归本工作室，如涉及侵权问题，将追究责任。 新课导入 思 考 　　在工厂车间，常常利用传送带运送物件，物件在传送带上保持匀速向前运动。同学们思考下，物件在传送带上都受到哪些力的作用？这些力之间有什么关系呢？ 传送带 学习目标 物理观念 1. 知道平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态。 2. 知道物体处于平衡状态时所受的力称为平衡力。 3. 知道二力平衡的条件，会利用二力平衡知识解决实际问题。 科学思维 通过运用二力平衡条件分析实例的过程，加深对知识的理解，培养解决实际问题的能力。 实验探究 1. 经历实验探究的过程，总结得出二力平衡的条件。 2. 在探究过程中，提高观察、分析、归纳的能力。 科学态度与责任 通过对自然界及生活中平衡实例的分析，初步领略自然现象中的美妙与和谐，培养对大自然的亲近、热爱、和谐相处的情感。 重点难点 教学重点 探究二力平衡的条件，理解平衡条件的本质。 科学难点 二力平衡条件的应用。 学习内容 01 02 二力平衡的条件 二力平衡条件的应用 第2节 二力平衡 一、平衡状态和平衡力 一、平衡状态和平衡力 牛顿第一定律 静止状态 或 匀速直线运动状态 物体不受力时 运动状态不变 不受力的物体不存在 当物体受到外力时，其运动状态一定会改变吗？ 匀速下降的降落伞 静止的台灯 静止的花瓶 匀速飞行的战机 一、平衡状态和平衡力 F拉 G F拉 G F升 G F f F支 G 1. 平衡状态和平衡力 （1）定义：物体受到几个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，则该物体处于平衡状态。此时物体所受的几个力叫作平衡力。 一、平衡状态和平衡力 （2）二力平衡：当物体在两个力的作用下处于平衡状态时，则这两个力相互平衡，简称二力平衡。 静止状态 或 匀速直线运动状态 只受两个力 运动状态不变 物体处于二力平衡状态 第2节 二力平衡 二、二力平衡的条件 二、二力平衡的条件 如果一个物体只受两个力的作用，这两个力满足什么条件才能使物体平衡呢? 二、二力平衡的条件 1.实验：探究二力平衡的条件 【实验思路】 演 示 　　要想找到物体在两个力作用下处于平衡状态时两个力之间的关系，应该先想办法在物体上施加两个力使物体平衡，然后在物体平衡时测量这两个力，看看这两个力之间存在怎样的关系。 二、二力平衡的条件 【实验器材】 小桌、小车、支杆定滑轮、托盘、钩码组、细绳。 【思考讨论】 1.如何精确施加两个力在小车上? 2.如何判断小车是否达到平衡状态? 3.如何准确测量这两个力的大小? 4.如何确定力的方向? 5.这两个力之间存在怎样的关系? 二、二力平衡的条件 【实验过程】 ①探究二力平衡时两力的大小关系 　　增减两端钩码的数目，观察小车在什么条件下保持静止，在什么条件下不能保持静止。 二、二力平衡的条件 ②探究二力平衡时两力的方向关系 　　用手按住小车不动，把两个托盘放在小车的同侧，加入相等的钩码，放手后观察小车运动状态的变化。 二、二力平衡的条件 ③探究二力平衡时两力的是否在同一直线上 　　保持两端钩码数相等，观察拉力F1和F2是不是在一条直线上。用手把小车在水平面上扭转一个角度，观察拉力F1和F2是不是在一条直线上。放手后，观察小车的情况； 二、二力平衡的条件 ④探究两力平衡时两力是否作用在同一物体上 　　用两个相同的小车分别系住一个相同的钩码，用手按住，保证二力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，放手后观察小车运动状态的变化。 二、二力平衡的条件 二力的大小 二力的方向 二力是否在一条直线上 二力是否作用于同一物体 物体是否平衡 相等 相同 是 是 相等 相反 是 是 不相等 相反 是 是 相等 相反 否 是 相等 相反 是 否 不平衡 平衡 不平衡 不平衡 不平衡 【实验记录】 共线 同体 二、二力平衡的条件 【实验结论】 作用在同一物体上 作用在同一直线上 等大 力的大小相等 反向 力的方向相反 二、二力平衡的条件 　　在实验过程中，如果两侧砝码质量不同，但小车仍然处于静止状态，这是为什么呢？你还有更好的实验方案吗？ 实验小车与桌面有摩擦阻力会影响实验。 改进方案：用小卡片探究二力平衡的条件 【交流与合作】 使用轻质硬纸片可以忽略重力对实验的影响，且悬挂后可避免其他外力的干扰。 二、二力平衡的条件 2.实验：探究二力平衡的条件（改进实验） 演 示 【实验器材】 硬纸片、剪刀、细线、滑轮2个、铁架台2个、钩码一盒。 二、二力平衡的条件 第2节 二力平衡 三、二力平衡条件的应用 三、二力平衡条件的应用 1.二力平衡条件的应用 （1）弹簧测力计原理 己知物体状态 己知物体受力 己知拉力大小 二力平衡条件 求重力大小 　　物体静止时所受重力与弹簧测力计对它的拉力大小相等、方向相反，作用在同一条直线上。 F拉 G F拉＝G 三、二力平衡条件的应用 （2） 根据物体的平衡状态分析物体的受力情况 静止在水平面上的物体 　　物体在两个力的作用下处于平衡状态，已知一个力的大小和方向，我们可以根据二力平衡条件求另一个力的大小和方向。 G F G=F 　　静止的物体受到的重力G与地面对它的支持力F是一对平衡力，二个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。 三、二力平衡条件的应用 【例题】 如图所示的黄山飞来石，质量约为540t，竖立于较为平坦的岩石上。求岩石对它的支持力（g 取10N/kg）。 分析 ：飞来石在重力和支持力作用下处于平衡状态。由飞来石的质量可求出其所受的重力G；由二力平衡条件可知，岩石对飞来石的支持力F=G。 解 ：飞来石所受的重力 G = mg = 540×103kg×10N/kg = 5.4×106N 根据二力平衡条件，支持力 F = G = 5.4×106N。 答 ：岩石对它的支持力为5.4×106N。 三、二力平衡条件的应用 （3） 根据物体的受力情况判断运动状态 支持力N 重力G 阻力f 牵引力F ①当牵引力等于阻力，则二力平衡 ③若牵引力小于阻力，二力不平衡 ②当牵引力大于阻力，二力不平衡 小车向左做匀速直线运动 小车向左做加速直线运动 小车向左做减速直线运动 三、二力平衡条件的应用 平衡力 大小 相等 方向 相反 作用点 同一物体上 相互作用力 相等 相反 分别在不同的物体上 同一直线 同一直线 （4） 平衡力与相互作用力的区别 三、二力平衡条件的应用 四、二力平衡 二力平衡 平衡力和平衡状态 平衡力 二力平衡条件的应用 二力平衡的条件 平衡状态 实验：探究二力平衡的条件 同体、共线、等大、反向 1. 下列情形中，松手后纸片还能保持平衡的是（　　） A 五、练习与应用 【解析】 AB、当细线两端钩码相同时，小纸片静止不动，说明两个力平衡时的大小相等，故A符合题意，B不符合题意； C、小纸片转过一个角度，小纸片两端的拉力就不在一条直线上，松手后纸片就会转动，故C不符合题意； D、用剪刀把小纸片一剪两半，两个拉力不再作用在同一物体上，纸片向两边运动，故D不符合题意。 故选：A。 五、练习与应用 2. 环保节能是当今世界的主题。如图所示，林林骑着自行车在平直的道路上匀速行驶，下列说法中正确的是（　　） A．自行车对地面的压力与地面对自行车的支持力是一对平衡力 B．自行车所受到的重力与自行车对林林的支持力是一对平衡力 C．自行车所受的重力与自行车对地面的压力是一对相互作用力 D．林林所受的重力与自行车对林林的支持力是一对平衡力 D 五、练习与应用 【解析】 A、自行车对地面的压力与地面对自行车的支持力是作用在不同物体上的两个力，不是一对平衡力，故A错误； B、自行车所受到的重力与自行车对林林的支持力大小不等，不是一对相互作用力，故B错误； C、自行车所受的重力与自行车对地面的压力方向相同，且大小不等，不是一对相互作用力，故C错误； D、林林所受的重力与自行车对林林的支持力，二力的大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、作用在同一条直线上，是一对平衡力，故D正确。 故选：D。 五、练习与应用 3. 重为3N的苹果静止在水平桌面上，图中能正确表示苹果受力的图是（　　） C 五、练习与应用 【解析】 A、除了重力，苹果还受到支持力的作用，不合题意； B、苹果受到了向下的重力，而图中另一个力画的是它对桌面的压力，不合题意； C、图中正确画出的苹果自身的重力和桌面对它的支持力，符合题意； D、图中缺少苹果所受的重力，不合题意。 故选：C。 五、练习与应用 4. 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 五、练习与应用 【解析】 A、忽略摩擦，此时小车在水平方向上就只受到F1、F2作用，故A正确； B、增减钩码个数，可改变F1、F2力的大小，故可探究二力大小对小车平衡的影响，故B正确； C、F1、F2大小相等时，此时两个力是一对平衡力，小车受力平衡，故小车可处于平衡状态，故C正确； D、将小车水平扭转90°时，此时F1、F2不在同一直线上，故D错误。 故选：D。 五、练习与应用 1．用如图装置研究二力平衡时，在轻质塑料片两端的细绳上挂等重的钩码，手放开塑料片后，可观察到塑料片将（　　） A．向左下运动 　　　B．向右上运动 C．仍静止不动 　　　D．转过一定角度 六、提升训练 C 【解析】 二力平衡的条件：大小相等，方向相反，同一直线，同一物体；图中位置虽然二力看起来是斜的，但依然满足二力平衡条件，故松手后保持静止。 故选：C。 2．如图所示，大小适中的实心木球，球面有两个小孔在某条直径的两端，两孔在球内相通。用一根比孔细的绳子穿过两孔，在竖直方向上用手拉绳的两端，球会静止在绳上，减小拉力球会向下运动。对此现象下列说法正确的是（　　） A．球静止时，绳两端的拉力是平衡力 B．通过拉力的调节，球可以匀速下滑 C．绳子下端突然松手，球就匀速下滑 D．通过手的运动和拉力调节，球不可 能从绳的下端移到上端 六、提升训练 B 六、提升训练 【解析】 分析题意可知，球面有两个小孔在某条直径的两端，两孔在球内相通，而球内通道并不是直线通道，而是弯曲的通道，拉紧绳子两端会增加绳子与小球之间的压力，从而增大绳子与小球之间的摩擦力，同理可知减小拉力时绳子与小球间的摩擦力也会减小，进而产生题中的现象（球会向下运动）； A、在竖直方向上用手拉绳的两端，球会静止在绳上，此时绳子也处于静止状态，对绳子进行受力分析可知，绳子受到向上的拉力、向下的拉力、自身的重力以及球对绳子的摩擦力，所以绳两端的拉力不是平衡力，故A错误； B、在竖直方向上用手拉绳的两端，球会静止在绳上，此时球受到向下的重力与向上的摩擦力平衡；通过拉力调节，当球受到的摩擦力等于其重力时，球可以匀速下滑，故B正确； C、绳子下端突然松手，球就加速下滑，故C错误； D、通过手的运动和拉力调节，球保持静止，突然向下拉绳子时，由于惯性球保持原来静止状态，球可能从绳的下端移到上端，故D错误。 故选：B。 3．在探究二力平衡条件的实验中，小明采用的实验装置如图，在探究过程中（　　） A．硬纸片的质量越大，实验效果越好 B．装置两侧的圆轮是为了改变力的大小 C．实验中硬纸片所受拉力就是钩码的重力 D．实验过程中，最好让硬纸片保持静止状态 D 六、提升训练 六、提升训练 【解析】 A、实验中，纸片的质量大，重力就大，实验时，纸片会明显的下坠，对实验的影响就大，故A错误； B、实验中使用定滑轮是为了改变力的方向，不是为了改变力的大小，故B错误； C、实验中纸片所受拉力等于钩码的重力，不能说“就是钩码的重力”，故C错误； D、实验中，让纸片保持平衡状态，保持静止或匀速直线运动，最好保持静止状态，故D正确。 故选：D。 4．码头起重机吊着重10000N的货物静止时，钢丝绳对货物的拉力为 N；当钢丝绳吊着货物以1m/s的速度匀速上升时， 钢丝绳对货物的拉力为 N；当钢丝绳吊着货物以 2m/s的速度匀速下降时，钢丝绳对货物的拉力_____ （选填“大于”“小于”或“等于”）10000N。 10000 10000 等于 六、提升训练 六、提升训练 【解析】 （1）货物静止在空中时，钢丝绳对重物的拉力和物体本身的重力相等，是一对平衡力，所以拉力等于10000N； （2）货物以1m/s的速度匀速上升时，钢丝绳对重物的拉力和物体本身的重力相等，是一对平衡力，所以拉力等于10000N； （3）货物以2m/s的速度匀速下降时，钢丝绳对重物的拉力和物体本身的重力相等，是一对平衡力，所以拉力等于10000N。 故答案为：10000；10000；等于。 5．如图所示，运动员尝试做出以下四个动作，你认为哪个动作是无法保持平衡的？请说出理由。 八、提升训练 六、提升训练 【解析】 由图可知，（a）（c）（d）三种情况下，人受重力和支持力的作用，当二者共线时即可平衡； （b）图中运动员受到的重力和地面对脚的支持力作用，由图可知支持力和重力的作用线不可能在同一直线上，所以运动员在这两个力的作用下不可能平衡。 故答案为：（b）；运动员受到的重力和地面对脚的支持力不是平衡力。 $