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二力平衡
第五节
重点: 探究二力平衡条件
难点: 力的平衡概念
考点: 运用二力平衡知识分析简单问题
牛顿第一定律的内容是什么?
一切物体在没有受外力作用时,总保持 或 .
复习回顾
静止状态
匀速直线运动状态
【想一想】
当物体不受外力作用时,能处于静止状态,
如果物体受到力的作用时,能不能处于静止状态呢?
左图口杯处于什么状态?它受到力的作用吗?若受到,它又受到那些力的作用?这些力可能存在什么关系?
F
G
静止状态---平衡状态
当物体不受外力作用时,能处于匀速直线运动状态,
如果物体受到力的作用时,能不能处于匀速直线运动状态呢?
【想一想】
右图是被匀速吊起的货物,它受到力的作用吗?若受到,又受到哪些力的作用呢?这些力也可能存在什么关系呢?
F
G
匀速直线运动状态
---平衡状态
一、平衡状态
1、静止状态
2、匀速直线运动状态
G
F支
G
F支
G
F支
G
F浮
G
F支
F牵
f
物体在受到几个力的作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡。
如果物体只受两个力的作用,且处于平衡状态,这种情况叫做二力平衡。
二、平衡力
二力平衡
一对平衡力
N
G
思考:以上两图中的物体分别处于什么状态,它们的受力又有什么共同点呢?
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,则这两个力是平衡的。
二力平衡:
一只热气球匀速下降,其受到重力和牵引力是否是一对平衡力?(不计空气阻力)
思考:如果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呢?
二力平衡需要哪些条件?
1、提出问题:
4、得出结论:
2、建立假设:
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
3、设计实验、验证假设:
二力平衡的条件为:
同物、同线、等大、反向
在两边的绳套上挂等重的钩码。放开塑料板后,塑料板将 。
由此可得到:要使两个力相互平衡,两个力的大小必须 。
如图,在两边的绳套上挂不等重的钩码。放开塑料板,塑料板
。
滑向一边
保持平衡
相等
如图,在两边的绳套上挂等重的钩码,将塑料板稍向下移动,使两个拉力的方向
并不相反。放开塑料板,塑料板将 。待塑料板静止时,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
相反
向上移动
如图,在两边的绳套上挂等重的钩码。并将塑料板扭转一个角度,使拉塑料板的细绳相互
平行,但不在同一直线上。放开塑料板,塑料板将 。待塑料板静止后,两边的细绳 (在,不在)同一直线上。
由此可经得到:要使两个力相互平衡,两个力必须在 。
转动
在
同一直线上
作用在 上的两个力,如果 、 ,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
一、二力平衡的条件
同体
等大
反向
共线
同一物体
大小相等
方向相反
例:下列情况,能表示二力平衡的是( )
为什么?
3牛
3牛
3牛
4牛
3牛
3牛
3牛
3牛
3牛
3牛
A
B
C
D
E
C
E
2、当物体受两个力作用时,在什么情况下,物体的运动状态会发生改变?
1、二力平衡条件对我们有什么用处?
静止
匀速直线运动
二力平衡
同体共线等大反向
(不受力)
G
F
悬挂着的电灯
1、一只热气球匀速下降,其受到重力和牵引力是否是一对平衡力?(不计空气阻力)
2、小张同学用一水平推力推水平地面上的讲台,结果没有推动,讲台桌受到地面的摩擦力和水平推力是否是一对平衡力呢?
一对平衡力
大小
方向
受力物体
力的变化
相等
相反,且在一直线上
一对平衡力的特点
作用在同一物体上
一个力发生变化,另一个力不一定随着变化
天花板上吊一盏灯,吊线的重力忽略不计,下列各对力中属于平衡力的是( )
A、天花板对吊线的拉力和吊线对天花板的拉力
B、灯对吊线的拉力和吊线对灯的拉力
C、天花板对吊线的拉力和吊线对灯的拉力
D、灯受到的重力和吊线对灯的拉力
D
一对作用力和反作用力 一对平衡力
受力物体
力的变化
作用在不同的两个物体上
同时产生、同时变化、同时消失
作用在同一物体上
一个力变化(增大、减小),另一个力不一定变化
例:某人用绳提着一条鱼静止不动,此时鱼受到的平衡力是 和 这一对力。
而绳子拉鱼的力和鱼拉绳子的力是 和 。
绳子的拉力
重力
作用力
反作用力
相互作用力与平衡力的区别
四、一对平衡力与一对相互作用力的异同
一对平衡力 一对相互作用力
相同点 大小 相等
方向 相反,且在同一直线上
不同点 受力物体 作用在同一物体上
力的变化 一个力发生变化,另一个力不一定随着变化
相等
相反,且在同一直线上
分别作用在两个物体上
同时产生、
同时变化、
同时消失
【二力平衡的应用】
平衡力
运动状态不改变
F
G
向上匀速:
F=G
向下匀速:
F=G
静止:
F=G
非平衡力
运动状态改变
F
G
向上加速:
向下加速:
F>G
F<G
运动和力的关系
1、力是改变物体运动状态的原因;
2、物体的运动不需要力来维持;
不受力或受平衡力
3、物体静止或匀速
4、物体受平衡力
5、物体受非平衡力
静止或匀速直线
运动状态改变
6、运动状态改变,一定有力作用在物体上,
并且是不平衡的力;
7、有力作用在物体上,运动状态不一定改变;
练习1:请画出下图中物体受力的示意图,
并分析物体是否受到平衡力,哪一对力是二力平衡。
1)静止悬挂的电灯。
2)静止在桌面上的茶杯。
3)匀速运动的拖车。
【二力平衡的条件的应用】
静止悬挂的电灯
静止在桌面上的茶杯
匀速运动的拖车
电灯受的拉力F与重力G二力平衡
拖车受的支持力N与重力G二力平衡、牵引力F与阻力f二力平衡
杯子受的支持力N与重力G二力平衡
1、利用二力平衡的条件来判断两个力是否平衡
两个力是否“同体”
是
否
排除
状态法
条件法
静止?匀速?
等大?反向?共线?
巧记:二力若平衡,合力定为零,物处两状态,匀速或静止。
直接用手以5m/s的速度匀速向上拉起100N的物体,所需拉力大小是_____N;如果以5m/s的速度拉着物体匀速下降,所需拉力大小是_____N;如果这个物体在匀速下降过程中受到水平方向一对平衡力的作用,则运动状态______(选填“会”或“不会”)发生改变。
100N
100N
不会
2、利用二力平衡的条件求另一个力
二力平衡的条件的应用
3、根据运动状态判断受力情况
1、静止悬挂的电灯G=20N,电线的拉力 F=
2、匀速运动的拖车,F牵=1.5×105N, f阻=
4、根据受力情况判断运动状态
1、一辆小车受到50N的拉力和30N的阻力,车怎样运动?
2、一本书 G=3N,桌面对它的支持力 N=3N,书处于什么状态?
二、二力平衡条件
静止状态
匀速直线运动状态
受力为
平衡力
平衡状态
一、二力平衡
三、二力平衡条件的应用
作用在同一个物体上的两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上