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第2节 二 力 平 衡
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1.通过生活经验认识平衡力和平衡状态的概念，会判断物体受到的力是否为平衡力；
2.通过实验探究二力平衡的条件；
3.会运用二力平衡的知识分析解决实际问题。
1、通过实验探究掌握二力平衡的条件。
2、应用二力平衡条件分析、解决问题。
我们知道要改变物体的运动状态，就必须有力作用在物体上 ，那么是不是有力作用在物体上 ，物体的运动状态就一定改变呢？
匀速直线运动
静止
重物被匀速吊起
可见即使有力作用在物体上，物体运动状态也不一定改变。
匀速直线运动
静止
重物被匀速吊起
一、平衡状态和平衡力
静止在桌面上的杯子
1、平衡状态
定义：物体处于静止状态或匀速直线运动状态，叫做平衡状态。注：物体处于平衡状态时，受平衡力作用。
匀速上升的重物
以上实例说明：
物体受力的作用时，也能保持静止或匀速直线运动状态，即运动状态不变。
我们知道：力可以改变物体的运动状态，那么为什么这些物体受到了力还会保持静止或匀速直线运动状态呢？这是因为物体虽然受力，但这几个力的作用效果相互抵消，相当于物体不受力。
汽车在四个力作用下做匀速直线运动，处于平衡状态，这四个力为两组平衡力。
2、平衡力
如果一个物体在几个力的作用下处于静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力相互平衡，也叫平衡力。
F支
G
F牵
f阻
二、二力平衡
1、定义：物体同时受到两个力作用，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，那么这两个力就彼此平衡，我们称之为二力平衡。
F
G
（1）物体受平衡力作用时，几个力的作用效果相互抵消，相当于不受力。
（2）若物体处于静止或匀速直线运动状态，则物体不受力或受平衡力的作用。
搬而未起、推而不动时，物体的受力情况虽发生改变，但仍处于静止状态，其受力仍然平衡。
二力平衡最简单。那么什么样的两个力才能使物体处于平衡状态呢？
二力平衡的条件
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
两个力应该在同一物体上
控制变量法
【猜 想】
【实验方法】
2、探究二力平衡的条件
小车在水平方向上只受到相反的两个力F1和F2的作用。探究F1和F2满足什么关系时，小车可以保持平衡。
滑轮（2个）、小车、细绳、砝码若干、两个相同的托盘、光滑桌面等。
【设计实验】
【实验用品】
（1）在一边的两个托盘上放上等重的砝码，即小车受到大小方向相同的两个力，放开小车，观察小车的运动。
【实验步骤】
（2）在两边的两个托盘上放上不等重的砝码，即F2＞F1时，放开小车，观察小车的运动。
（3）在两边的两个托盘上放上等重的砝码，即F2=F1时，放开小车，观察小车的运动。
（4）在两个托盘中各放一个质量相等的砝码，将小车旋转一定角度，使两个拉力不在同一条直线上，放开小车，观察小车的运动。
【课堂影院】探究二力平衡的条件
实验次数 砝码质量 拉力方向 小车状态 小车是
否平衡
1 相等 相同，同一直线 做加速运动
2 不相等 相反，同一直线 做加速运动
3 相等 相反，同一直线 静止状态
4 相等 相反，不在同一直线 转动、不能静止
否
否
否
是
【实验记录】
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。
【实验结论】
二力平衡的条件简记：同体、等大、反向、共线。
（1）实验中用小车代替木块和光滑桌面的目的是减小摩擦力对实验的影响。
（2）将小车扭转一个角度的目的是探究相互平衡的两个力是否在同一直线。
【实验解读】
(1)实验中影响实验效果的因素主要有:
①小车与桌面间的摩擦;
②细线与滑轮间的摩擦;
③两托盘的质量不相等;
④桌子没有水平放置等。
【实验拓展】
【实验改进】
【课堂影院】用小卡片探究二力平衡的条件
平衡力 相互作用力 相同点 不 同 点 作用对象
作用时间
力的作用 效果
大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
同一物体上
两个物体上
没有时间关系
同时产生，
同时消失
使物体保持平衡状态
两个力分别产生 各自的效果
平衡力和相互作用力
【疑难辨析】
3、二力平衡条件的应用
（1）确定力的大小和方向
对于处于平衡状态的物体，已知一个力的大小和方向，根据二力平衡条件，就可以确定与之平衡的另一个力的大小和方向。
重力和支持力是一对平衡力，若已知G=50N，则支持力是_____N，方向____________。
重力和支持力是一对平衡力，若已知G=50N，则支持力是_____N，方向____________。
50
竖直向上
（2）根据物体的受力情况判断物体的运动状态（即受力决定状态）。
受力情况 运动状态
物体不受力时 静止或做匀速直线运动
物体受力时 受平衡力 静止或做匀速直线运动
受非平衡力 运动状态改变：
从静止开始运动、速度变化、
运动方向变化等
（3）根据物体的运动状态判断物体的受力情况（即状态决定受力）
运动状态 受力情况
静止
做匀速直线运动
运动状态改变
受平衡力作用或不受力
受平衡力作用或不受力
一定受到非平衡力作用
一个力的作用效果＝两个力的作用效果
三、合力与分力
1、定义：当一个物体受到几个力的共同作用产生的效果，与受另一个力作用产生的效果相同时，那这个力就叫做那几个力的合力。而那几个力就是这一个力的分力。
注：只要是平衡力合力都等于 .
2、同一直线上的两个力的合成
（1）同一直线上，方向相同的两个力的合力，大小等于这两个力的大小之和即 ，方向跟这两个力的方向相同。
F 合= F1 +F2
（2）同一直线上，方向相反的两个力的合力，大小等于这两个力的大小之差，方向跟较大的那个力的方向相同。
F 合= F1 – F2 (F1 > F2 )
同一直线上二力的合成规律：
力的大小 力的方向 合力的大小 合力的方向
F1、F2 (F1>F2) 相同 F＝F1＋F2 与F1和F2的
方向相同
F1、F2 (F1>F2) 相反 F＝F1－F2 与F1的方向
相同
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
同一直线上两个力的合成
1.关于运动和力，下列说法正确的是（ ）
A.物体处于静止状态，一定不受力
B.物体在平衡力作用下，一定保持静止状态
C.物体在平衡力作用下，一定做匀速直线运动
D.运动的物体在平衡力作用下，一定做匀速直线运动
2.关于运动和力，下列说法正确的是（ ）
A.在平衡力的作用下，物体一定做匀速直线运动
B.静止的物体，一定不受力的作用
C.物体在平衡力作用下，运动状态一定改变
D.地球同步卫星绕地运行过程中，受到的力一定是非平衡力
3、下列情景中，处于平衡状态的是( )
4、在下列实例中，物体受到平衡力作用的是（ ）
A.正在圆轨道上匀速转圈的过山车
B.减速进站的火车
C.腾空而起正在加速上升的火箭
D.在马路上匀速直线行驶的汽车
5、【中考 苏州】关于物体受力与运动的关系，下列说法正确的是( )
A．物体受平衡力作用也能做曲线运动
B．物体受非平衡力作用一定做曲线运动
C．做曲线运动的物体若只受一个力作用，力的大小和方向可能都不变
D．做曲线运动的物体若只受一个力作用，力的大小可能不变但方向一定改变
6、【中考 内江】如图，F1等于F2，下列各对力中不属于二力平衡的是( )
7、两个力的三要素完全相同，则这两个力( )
A．一定是一对平衡力
B．一定是一对相互作用力
C．可能是一对平衡力
D．一定不是一对平衡力
8、【2020 雅安】A物体受到甲、乙两弹簧测力计向相反方向的拉力，当A物体___________时，它处于平衡状态，如图所示，此时弹簧测力计的示数为________N。
9、甲起重机将一台机器沿竖直方向向上以1.5 m/s的速度匀速提升，甲起重机对机器的拉力为F1；乙起重机将同一台机器沿竖直方向向下以0.5 m/s的速度匀速下降，乙起重机对机器的拉力为F2，则( )
A．F1＞F2
B．F1＜F2
C．F1＝F2
D．无法确定
10、“嫦娥四号”着陆器向下喷气获得反推力，以较小速度向月面匀速降落。着陆器匀速降落时，重力与反推力( )
A．施力物体相同
B．方向相同
C．是一对平衡力
D．是一对相互作用力
11、【2020 南京】如图甲所示，空缆车随缆绳做匀速直线运动，在图乙中画出缆车的轿厢(以方框表示)受力示意图(不计空气阻力)。
12、物体在平衡力的作用下，将( )
A．一定处于静止状态
B．一定做匀速直线运动
C．处于静止状态或匀速直线运动状态
D．以上说法都不对
13、物理书放在水平桌面上静止，下列属于平衡力的是（ ）
A．物理书所受的重力与物理书对桌面的压力
B．物理书对桌面的压力与桌面对物理书的支持力
C．物理书所受的重力与地面对桌子的支持力
D．物理书所受的重力与桌面对物理书的支持力
14、【2020 江西】如图，小明去公园遛狗时，用力拉住拴狗的绳子，正僵持不动。此时，若不计绳子重力，以下两个力是一对平衡力的是( )
A．小明拉绳子的力与狗拉绳子的力
B．狗受到的重力与地面对狗的支持力
C．绳子对狗的拉力与地面对狗的阻力
D．绳子对狗的拉力与狗对绳子的拉力
15、举重运动员举着杠铃静止在水平地面上，下列属于平衡力的是（ ）
A．运动员对地面的压力和地面对运动员的支持力
B．杠铃对运动员的压力和运动员对杠铃的支持力
C．运动员受到的重力和地面对运动员的支持力
D．运动员和杠铃的总重力与地面对运动员的支持力
16、【2019 襄阳】木块在压力F的作用下静止在如图所示位置，则下列各组力属于平衡力的是( )
A．木块所受的压力和木块对墙壁的压力
B．木块所受的重力和木块所受的阻力
C．木块所受的支持力和木块所受的阻力
D．木块对墙壁的压力和墙壁对木块的支持力
17、“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种方法，图中A、B、C、D分别是用照相机拍摄(每0.1 s拍摄一次)的小球在四种不同运动状态下的照片，其中受到平衡力作用的是( )
18、【2020 安徽】如图所示，一轻质弹簧(即重力不计)，上端挂在铁架台的水平横杆上，下端挂一重为G的小球并保持静止。图中分别画出了该状态下小球和弹簧的受力示意图。下列判断正确的是( )
A．G与F3是一对平衡力
B．G与F3是一对相互作用力
C．F1与F2是一对平衡力
D．F1与F2是一对相互作用力
19．【2019 江西】电灯通过电线挂在天花板上处于静止状态，灯对电线的拉力和电线对灯的拉力是一对____________力，电线对灯的拉力和灯所受的重力是一对________力。
20．如图所示，两匹马分别用500 N和400 N的力沿同一直线拉车，这两个力的合力为________ N，方向向________(填“左”或“右”)。
21．如图所示，F1、F2分别为两个人推、拉小车上坡所用的力，这两个力的合力F的大小是________，方向是__________________。
22．如图所示，物体A放在水平桌面上，在水平方向受到同一直线上的两个力F1和F2的作用，F1＝16 N，F2＝20 N，如果实际上物体在水平方向受到的合力为零，则沿水平方向物体还应受到一个力，这个力的大小和方向是( )
A．20 N，方向水平向左
B．16 N，方向水平向右
C．4 N，方向水平向左
D．4 N，方向水平向右
23．【2019 安徽】图中物块甲和乙处于静止状态。已知甲重12 N，乙重8 N，不计绳重及一切摩擦，则甲受到地面的支持力为________ N。
24．【2020 常德】在“探究二力平衡条件”的实验中，实验装置如图所示。
(1)实验时，向左盘和右盘同时放入等重的砝码，这时木块保持静止，说明一对平衡力的________；但小明在实验时发现，若向左盘和右盘同时放入不等重的砝码时木块仍然保持静止状态，则产生这一现象的原因是木块与桌面间存在 。
(2)现保持F1与F2相等，将木块换成小车，然后扭转一个角度，松手后，小车将________，设计这一步骤的目的是为了验证二力平衡时的两个力一定________________。
(3)如果将木块换成弹簧测力计，左右两盘各放入重5 N的砝码，则弹簧测力计的示数为( )
A．10 N B．5 N C．0 N
25.如图甲所示是小明和同学探究二力平衡的条件时的实验场景．
(1)小明实验时的研究对象是____________，通过定滑轮来改变力的______，通过调整________________来改变拉力的大小．
(2)实验中，为了方便操作判断，应使小车处于________状态作为平衡状态.
(3)小明实验时利用如图乙所示的实验装置，将系在小卡片(重力忽略不计) 两对角的细线分别跨过左右支架上的定滑轮．
①小明将卡片转过一定角度后，再松手，观察到卡片不能保持平衡状态，这说明二力平衡时两个力必须作用在____________，且方向相反．
②为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图乙所示情况下，小明下一步的操作是______________________．
（4）甲、乙方案相比，_______方案更好，理由是____________________。
