(共25张PPT)
第2节 力的平衡
第八章 力与运动
情境引入
两个小孩用力提起一桶水
一个大人用力提起同一桶水
一个顶两个
多个人用力,把汽车从泥泞中推出来
拖拉机把汽车从泥泞中拉出来
一个顶多个
1.合力
如果一个力对物体的作用效果与几个力同时对物体作用的效果相同,那么这个力就叫做那几个力的合力。
概念:
合作探究
实验探究:同一直线上二力的合成
材料:
橡皮条一根、棉绳一根
弹簧测力计两个、刻度尺等
步骤:
1.在水平桌面上(如右图a),将橡皮条一端固定,用两个弹簧测力计同时沿同一方向,将橡皮条的活动端拉到位置A,记录两个弹簧测力计的示数F1和F2 ;
2.再照右图b,用一个弹簧测力计沿同一方向拉橡皮条的活动端,使它的活动端仍到达位置A,记下这时弹簧测力计的读数F;
a
b
A
A
3.比较F和F1+F2的大小。
实验结论
在同一条直线上的两个力:
1.如果方向相同,合力大小等于两个力的大小之和
2.如果方向相反,合力大小等于两个力的大小之差
想一想
2.力的平衡
一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
能不能说,凡是保持静止状态或匀速直线运动状态的物体,都没有受到外力作用呢?
牛顿第一定律
静止
观察上图,想想它们分别受到哪些力的作用
G
F
G
F
F
F
匀速直线运动
G
G
思考:以上物体受到外力作用时也能保持静止状态或匀速直线运动状态,这与牛顿第一定律有矛盾吗?
不矛盾,因为物体所受的这几个力的作用效果相互抵消了,即合力为零,这与不受力的效果是一样的。
物体在受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡。
只受两个力
二力平衡
静止状态和匀速直线运动状态又叫平衡状态。
力的平衡
定义:
一个物体在两个力的作用下,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,则这两个力的平衡就称为二力平衡。
二力平衡:
阻力
重力
阻力和重力是平衡力,跳伞人处于二力平衡状态
做匀速直线运动的小汽车
N
G
牵引力
阻力
一只热气球匀速下降,其受到的重力和牵引力是否是一对平衡力?(不计空气阻力)
思考:施加于物体的两个力,需要满足什么条件才能使物体保持平衡状态呢?
3.二力平衡的条件
提出问题:
假设:
两个力应该在同一物体上
作用在一个物体上的两个力相互平衡,这两个力需要满足什么条件?
两个力可能要在同一条直线上
两个力的大小可能要相等
两个力的方向可能要相反
设计实验
在光滑的桌面上放一小车,小车在水平方向受到两个相反力的作用。1.改变两边的力的大小;2.把小车转动一个小角度看两力是否还在一条直线上。
实验器材:木板、小车、砝码、细线、定滑轮、弹簧测力计、质量小盘2个等(如下图)
再往两边的小盘里放上质量相等的砝码。放开小车后,小车将 。
由此可得到:要使两个力相互平衡,两个力的大小必须 。
在两边的小盘里分别放上质量不相等的砝码。放开小车,小车 。
滑向一边
保持平衡
相等
实验一:
实验二:
在两边的小盘里放上质量相等的砝码,将小车稍向旁边移动,使两个拉力的方向并不相反。放开小车,小车将 。待小车静止时,两个拉力的方向 。
由此又可以得到:要使两个力相互平衡,两个力的方向必须 。
相反
移动
相反
实验三:
在两边的小盘里放上等质量的砝码。并将小车扭转一个角度,使拉小车的细线相互平行,但不在同一直线上。放开小车,小车将 。待小车静止后,两边的细线 (选填“在”或“不在”)同一直线上。
由此可以得到:要使两个力相互平衡,两个力必须在 。
转动
在
同一条直线上
实验记录
小车的受力大小 (相等\不相等) 小车的方向 (相同\相反) 小车受力是否在同一直线 (是\否) 小车是否平衡
(是\否)
不相等 相同 是 否
相等 相反 是 是
二力平衡的条件:两个力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
分析论证
巧记:同体、等大、反向、共线
可见,二力平衡必须满足以下四个条件:
两个力作用在 个物体上,大小 、方向 、作用在 条直线上。
同一
相等
相反
同一
结论
三、二力平衡的条件
静止状态
匀速直线运动状态
受力为平衡力
平衡状态
二、力的平衡
同体、共线、反向、等大
彼此平衡的两个力的合力为零
课堂小结
一、合力
几个力
一个力
效果相同
二力共线、同向:
F合=F1﹢F2
二力共线、反向:
F合=F1﹣F2
1.判断题。(对的打“ ”,错的打“ ”)
(1)物体受到力的作用时,运动状态一定改变。( )
(2)物体不受力的作用时,运动状态一定不变。 ( )
(3)物体的速度越大,它受到的合力也一定越大。( )
随堂训练
2.如图所示,用两根细绳分别系住甲、乙两个相同的物体,让它们在竖直方向上运动,甲物体以v1 =2米/秒的速度匀速下降,此时绳的拉力为F1;物体乙以v2 =4米/秒的速度匀速上升,绳的拉力为F2,则F1与F2的大小关系是( )
A、F1=F2
B、F1=2F2
C、2F1=F2
D、F1=4F2
乙
v2
F2
甲
v1
F1
A
3.下列情况,能表示二力平衡的是( )
3牛
3牛
3牛
4牛
3牛
3牛
3牛
3牛
A
B
C
D
C