8.2 二力平衡（课件）（共27张PPT）人教版物理八年级下册

(共27张PPT)
第八章 运动和力
第二节 二力平衡
初中物理八下（人教版）
学
习
目
标
认识平衡力和平衡状态的概念
了解二力平衡的条件
运用二力平衡的知识分析解决实际问题
知识回忆
1）牛顿第一定律：
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。
2） 由牛顿第一定律可知：
当物体不受力时，总保持原来的运动状态不变，原来静止的物体始终静止；如果原先运动，就始终以原来的速度做匀速直线运动。
为什么很多物体在受力的情况下,也会保待静止或匀速直线运动状态？观察桌面上的花瓶、平直道路上匀速行驶的汽车，虽然它们都受到力的作用，但却保待静止或匀速直线运动状态。
思考
课程导入
静止在桌面上的茶杯
降落伞在空中匀速下降
做匀速直线运动的汽车
竖直吊在天花板上的电灯
一、平衡状态
物体处于静止状态或匀速直线运动状态都叫做平衡状态。
静止在桌面上的茶杯
1、平衡状态
拉力F
重力G
支持力F
重力G
吊在天花板上的电灯
汽车在四个力作用下做匀速直线运动，处于平衡状态，这四个力为一组平衡力。
2、平衡力
平衡力：物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力相互平衡，物体处于平衡状态。
支持力N
重力G
阻力f
牵引力F
F拉
重力G
吊灯在五个力的作用下处于静止状态，吊灯处于平衡状态，这五个力称为一组平衡力。
一个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。
3、二力平衡
平衡状态的两种情况：静止状态；匀速直线运动状态。
二力平衡：物体只受两个力时的平衡状态叫二力平衡。
解析：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、二力平衡的条件
提出问题
物体受两个力作用一定就能保持静止或匀速直线运动状态吗？如果作用在物体上的力只有两个，且物体处于平衡状态，这两个力应该满足什么样的条件呢？
①两个力的大小相等
②两个力的方向相反
③两个力要在同一直线上
④两个力要作用在同一物体上
猜想
2. 实验装置如图所示。
3. 明确研究对象——小车。
1. 实验器材：小桌、小车、托盘、砝码、滑轮等 。
设计实验
小车在水平方向上只受到两个力F1和F2的作用。实验时，可以从力的三要素及验证二力平衡需作用在同一物体上去探究，力F1和F2满足什么关系时，小车可以保持平衡。
注意：1.桌面要光滑 2.用定滑轮
3.砝码质量要大，两个托盘要相同
实验步骤
(1)在小车左端挂一个钩码，右端挂两个钩码（使两托盘里的砝码质量不相等），小车由静止开始向右运动；
(2)在小车左右两边各挂一个钩码（使两托盘里的砝码质量相等），放手后小车仍保持静止；
(3)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.把小车扭转一个角度，使拉力F1和F2不在一条直线上，观察小车的情况。
F2＞F1
F1=F2
实验记录
实验 物体在水平方向所受二力的情况 运动状态是否改变
大小 方向 是否在一条直线上 1 不相等 相反 在同一条直线上 改变
2 相等 相反 在同一条直线上 不改变
3 相等 成一定角度 不在同一条直线上 改变
4 相等 相反 不在同一条直线上 改变
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。
“同体、等大、反向、共线”
实验结论
注意事项
（1）所用的两个托盘要相同。
（2）应选择较光滑的桌面和质量较小的小车，这样可以减小阻力对实验的影响。
（3）实验中，桌面必须水平，否则小车的重力会影响实验。
（4）本实验设计的优点是：可以不考虑物体的重力对实验的影响。
实验方案二、用小卡片探究二力平衡的条件
①当两线端所挂钩码质量相等时，小卡片静止；当两线端所挂钩码质量不等时，小卡片运动；把小卡片转过一个角度，再松手时，小卡片转动；用剪刀把小卡片从中间剪开，再松手时，小卡片运动。
②选用硬纸片的原因是减小摩擦对实验的影响，但是还受重力，因此对实验结论也有影响。
③定滑轮的作用是改变力的方向。
为了消除小车车轮和木板之间的摩擦带给实验的影响，将实验装置设计成如图所示的形式，将系于小卡片（重力可忽略）两对角线分别跨过左右支架上的滑轮，在细线的两端挂上钩码，来进行实验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
作用在同一物体上
作用在两个不同物体上
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
三、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。
G
分析桌面上木块的受力情况，想一想哪些是平衡力？
木块受到的力：重力G与桌面对木块的支持力F这是一对平衡的二力。若已知G=50N，则支持力是50N，方向竖直向上。
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。
2.根据受力情况分析物体的运动情况
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
G
F
静止在水平面上的物体的受力情况
拉力F
重力G
静止挂在天花板上的吊灯的受力情况
电灯受到的力有：重力G、拉力F，因电灯静止，所以这两个力是一对平衡力，大小相等、方向相反。重力方向竖直向下。拉力方向竖直向上。G=F
因为物体静止，所以物体所受的重力G与地面对它的支持力F是一对平衡力，则此二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。物体重力等于拉力： G=F
3.根据物体的运动状态判断物体的受力情况
以在水平路面上运动的小车为例进行分析：
支持力N
重力G
阻力f
牵引力F
小车运动状态 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
②若小车做匀速直线运动，则二力平衡，牵引力等于阻力
④若小车向左做减速直线运动，牵引力小于阻力，二力不平衡
③若小车向左做加速直线运动，则牵引力大于阻力，二力不平衡
①若小车静止，则二力平衡，牵引力等于阻力，F=f
支持力N
重力G
阻力f
牵引力F
运动状态判断物体的受力情况
课堂总结
二力
平衡
二力平衡的条件
根据物体的受力情况判断物体的运动情况
同体、等值、反向、共线
二力平衡
条件的应用
平衡状态
静止或匀速直线运动状态
根据物体的运动状态判断物体的受力情况
平衡力
如果一个物体在几个力的作用下处于平衡状态，我们就说这几个力相互平衡，此时物体受到的这几个力是一组平衡力。
课堂训练
1．如图所示是小明玩手指顶笔游戏时的情景，下列各对力中可能是一对平衡力的是（　　）
A．笔受到的重力和笔对地球的吸引力
B．笔受到的重力和手指对笔的支持力
C．笔受到的重力和笔对手指的压力
D．笔对手指的压力和手指对笔的支持力
B
2.不计空气阻力，下列物体处于平衡状态的是（ ）
D
A.在空中自由下落的苹果 B.在圆形跑道上匀速跑步的运动员
C.竖直向上抛出的石子 D.沿笔直斜坡匀速上行的汽车
3.在下列实例中，物体受到平衡力作用的是（ ）
D
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
4. 起重机的钢丝绳下吊一个重为2000牛的货物，在下列情况下，钢丝绳的拉力分别是多少
(1)当货物静止时：__________
(2)货物以1米/秒匀速上升：_________
(3)货物以1.5米/秒匀速下降：__________
2000牛
2000牛
2000牛
都是平衡状态拉力F与重力G是一对平衡力，大小相等。
分析：货物在竖直方向上受到的力有：重力G、拉力F。
货物无论是静止、匀速直线上升或下降，货物都处于平衡状态，这两个力都是一对平衡力，所以大小相等。
拉力的大小与物体匀速运动的速度无关。
谢谢