第5节 二力平衡的条件
知识点 1 二力平衡的概念
1.物体受到几个力作用时,如果保持 或 状态,我们就说这几个力相互 ,物体处于 状态。
2.下列物体处于平衡状态的是 ( )
A.加速上升的火箭
B.减速进站的火车
C.做匀速圆周运动的卫星
D.停在地面的小汽车
知识点 2 探究二力平衡的条件
3.如图所示是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小华利用轻质卡片做实验,是为了忽略卡片的 。
(2)将小卡片两边的线分别跨过滑轮,在线的两端挂上钩码(规格相同),使作用在小卡片上的两个拉力方向 ,并通过调整 来改变拉力的大小。
(3)当小卡片平衡时,小华将小卡片 (填“翻转”或“旋转”)一个角度,并且保持两根细线平行,松手后小卡片 (填“能”或“不能”)在此位置平衡,设计此实验步骤的目的是探究 。
(4)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在如图所示的情况下,小华下一步的操作是 。
(5)综上可得,作用在同一物体上的两个力,如果大小 、方向 ,并且作用在 ,这两个力就彼此平衡。
4.如图3-5-2所示,物体所受的两个力彼此平衡的是 ( )
知识点 3 区别平衡力和相互作用力
5.平衡力和相互作用力的相同点:大小 , 方向 ,作用在同一 上;平衡力和相互作用力的不同点:平衡力作用在 物体上,相互作用力作用在 物体上。电灯通过电线挂在天花板上处于静止状态,电线对灯的拉力和 是一对平衡力,灯对电线的拉力和 是一对相互作用力。
6.笔筒静止在水平桌面上,与笔筒受到的重力相互平衡的力是 ( )
A.桌子的重力
B.笔筒对桌面的压力
C.桌面对笔筒的支持力
D.地面对桌子的支持力
7.(2022绍兴改编)如图3-5-3所示,小敏用条形磁铁使铁钉竖直静止在空中,细线紧绷且质量不计。下列说法正确的是( )
A.手对磁铁的压力与磁铁的重力是一对平衡力
B.铁钉受到的磁力与自身重力大小相等
C.桌面对石头的支持力和石头的重力是一对平衡力
D.细线对石头的拉力和石头对细线的拉力是一对相互作用力
8.如图所示,三个质量相同的物体分别受到竖直向上的拉力作用,处于不同的状态:甲静止,乙以5 m/s的速度向上做匀速直线运动,丙以5 m/s的速度向下做匀速直线运动。不计空气阻力,则F甲、F乙、F丙的大小关系是 ( )
A.F甲=F乙=F丙 B.F甲C.F乙>F甲>F丙 D.F丙>F甲>F乙
9.小金同学在科技馆观摩自行车走钢丝表演后回家做了一个模型,把挂了一个钩码的小自行车放在钢丝上,如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.自行车的重力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力
B.自行车和所挂钩码的总重力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力
C.自行车对钢丝的压力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力
D.自行车对绳的拉力与钩码的重力是一对平衡力
10.如图所示,质量为m的物体静置于水平地面上,受到大小为mg的拉力F的作用后,该物体的运动状态是 ( )
A.静止在水平地面上
B.向上做变速运动
C.在水平地面上向左做匀速直线运动
D.在水平地面上向右做匀速直线运动
11.如图所示是小欢和小乐探究“二力平衡条件”时的实验情景,回答下列问题。
小欢在实验中保持F1和F2大小相等,将小车扭转一个角度,松手后发现小车无法在原位置静止。小欢进行此实验步骤的目的是探究二力平衡时,必须满足的条件之一是两个力 。
(2)小乐在进行上述实验时,将“扭转”错误理解为“翻转”,将车轮朝上放置,结果小车保持原位置静止,在此基础上他又将小车扭转了一定角度,小车仍然在原位置静止,则此时F1与F2 (填“是”或“不是”)平衡力。
自|我|提|升|练
12.【例题】 为了研究摆锤的摆动,小明用细绳把摆锤悬挂起来,将摆锤从A点由静止释放,利用频闪照相技术(每隔相同时间拍摄一次)拍摄摆锤的位置如图3-5-8所示。
(1)摆锤到达最高点B时,是否处于平衡状态 (填“是”或“否”)。
(2)小明发现摆锤从A点运动到O点时速度越来越大,他从照片中获得的证据是 。
【提示】 (1)摆锤到达最高点B时,受拉力和重力作用,二者 (填“在”或“不在”)同一直线上,所以 (填“是”或“不是”)一对平衡力,因此,摆锤处于非平衡状态。
(2)由题意知,摆锤相邻位置时间间隔 ,而摆锤间距 ,可知摆锤的速度越来越大。
【变式】 为了研究摆锤的摆动,小明用细绳把摆锤悬挂起来,将摆锤从A点由静止释放,经过O点(最低点),到达最高点B,不计空气阻力。
(1)小明认为摆锤经过O点时处于非平衡状态,他的依据是 。
(2)如果摆锤经过O点时确实处于非平衡状态,从二力平衡的条件分析,你认为可能的原因是
。
第5节 二力平衡的条件
1.静止
匀速直线运动
平衡
平衡
2.D
3.重力
相反
钩码个数
旋转
不在同一条直线上的两个力能否平衡
把小卡片剪成两半,观察小卡片能否平衡
相等
相反
同一条直线上
4.C
5相反
相等
直线
不同
同一
灯所受的重力
电线对灯的拉力
6.C
7.D
8.A
9.B
10.A
11.小车
作用在同一直线上
不是
12.否
摆锤相邻位置间隔越来越大
不在 不是 相同 越来越大
锤没有处于静止或匀速直线运动状态
拉力与重力的大小不同