7.5 二力平衡 课件（共36张PPT）2022-2023学年北师大版物理八年级下册

(共36张PPT)
第七章 运动和力
第五节 二力平衡
北师大版 物理 八年级下册
1、平衡状态 平衡力
2、二力平衡的条件
3、二力平衡条件的应用
学习目标
1. 平衡状态 静止或匀速直线运动状态。
2. 平衡力
如果一个物体在几个力的作用下处于平衡状态，我们就说这几个力是平衡力。
至少是两个或两个以上的力，一个力不可能是平衡力。
新知一 平衡状态 平衡力
探究新知
深度理解
物体受平衡力作用，物体处于静止或匀速直线运动状态。
3. 二力平衡 当一个物体只受两个力而处于平衡状态，我们就说这两个力相互平衡，或者说这两个力是一对平衡力。
下列物体中，受力平衡的是( )
A. 自由下落的苹果
B. 加速上升的火箭
C. 匀速上升的电梯
D. 圆形轨道上匀速转动的木马
例 1
C
解题秘方：若物体处于平衡状态，则物体受平衡力的作用，否则不是受平衡力的作用。
解析：题中苹果、火箭的速度大小在改变，木马的运动方向在改变，它们的运动状态都在改变，处于非平衡状态，受力不平衡。
误区警示
速度为零的物体不一定处于平衡状态。如将物体以一定的速度竖直上抛，当它到达最高点时，速度为零，但它只受一个重力的作用，受力不平衡，因而处于非平衡状态。
1. 提出问题
作用在一个物体上的两个力，符合什么条件才能使物体平衡呢？
新知二 二力平衡的条件
2. 设计实验
如图1 所示，在一块硬纸板相对的顶点附近各开一个小孔，用细线系住，细线的另一端跨过桌边的滑轮悬挂钩码，观察纸板在什么条件下保持静止。
3. 进行实验
(1)组装好实验装置。
(2)在纸板两端挂质量不相等的钩码，观察纸板能否静止。
(3)在纸板两端挂质量相等的钩码，观察纸板能否静止。
(4)保持纸板两端所挂钩码的质量相等，把纸板在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察纸板能否静止。
4. 实验记录
纸板在水平方向上的受力情况 纸板能
否静止
大小 方向 是否在同一条直线上
F1F1=F2 相反 是 是
F1=F2 相反 否 否
……
5. 实验结论
作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡，即合力为零。
实验评估
1.用硬纸板而不用金属板来进行实验，主要是为了避免物体的重力对实验的影响。
2.实验时，可以通过调整钩码的数量来改变拉力的大小。
3.将纸板扭转一个角度后释放，它受到的两个拉力就不在一条直线上了，这样操作的目的是探究不在同一直线上的两个力能否平衡。
实验拓展
将纸板沿竖直方向剪成两半，纸板的两部分分别向两边加速运动，不能保持平衡状态，由此可证明一对平衡力作用在同一个物体上。
小华同学用如图3 所示的装置探究二力平衡的条件，具体操作如下：
例2
解题秘方：根据图文提供的信息，结合二力平衡的条件解题。
(1)如图甲所示，用直径略小于滑轮孔径的铁钉把三个滑轮A、B、C 分别钉在木板上，木板竖直挂起待用，用大号缝衣针把细线沿轻质塑料块的中心轴线穿过，并在紧靠塑料块的两侧各打一线结，使塑料
块与细线固定在一起，且塑料块不与
木板接触。
将塑料块两侧的细线分别跨过木板上A、B滑轮，线下端挂不同质量的钩码，松手后塑料块由静止开始运动，实验表明，作用在同一个物体上的两个力，方向相反，但________不相等，则这两个力不平衡。
大小
解析：图甲中，塑料块左侧受到的力等于一个钩码
的重力，右侧受到的力等于两个钩码的重力，它们大小不相等，所以不平衡。
(2)按住塑料块，把跨过B 滑轮的细线移到C 滑轮上，在两线端挂上相同质量的钩码，松手后塑料块由静止开始转动，如图乙所示。
按住塑料块，把跨过C 滑轮的细线移到B滑轮上，把塑料块转过90°，松手后塑料块由静止开始转动，如图丙所示。由此表明，作用在同一物体上的两个力，如果
仅仅大小相等，方向成某一角度或方
向相反但_________________，这两个
力不平衡。
不在同一直线上
解析：图丙中，两个力不在同一直线上，所以不平衡。
(3)在探究同一问题时，另一同学将木块放在水平桌面上，设计了如图丁所示的实验，同学们认为小华的实验优于此实验，其主要原因是______ 。
A. 塑料块容易扭转
B. 塑料块是比较容易获取的材料
C. 减少了摩擦力对实验结果的影响
C
解析：图丁中，将木块放在水平桌面上进行实验，由于桌面粗糙，对木块的摩擦力会影响实验结果，而小华的实验塑料块不与木板接触，减少了摩擦力对实验结果的影响。
方法点拨
探究二力平衡的实验方案有多种，分析时可采用分析法，从已掌握的“条件”入手，带着“条件”与每一步设计找对应关系，从而明确每一步设计的目的。
方法技巧
探究二力平衡条件的要点：
(1) 实验中每次只改变一个因素，控制其他因素不变。
(2) 为了观察方便，选取静止状态为二力平衡状态。
(3) 实验中要尽量减少阻力的影响，所以选择光滑的桌面，并确保滑轮转动灵活。
1. 利用二力平衡条件可判断两个力是否是一对平衡力。
2. 由二力平衡条件可知，若两个力是一对平衡力，则可根据一个力的大小和方向确定另一个力的大小和方向。
新知三 二力平衡条件的应用
3. 由力及运动状态
(1)不受力或受平衡力：物体处于静止状态或匀速直线运动状态。
(2)受非平衡力：物体的运动状态一定发生改变。
4. 由运动状态及力
(1)物体静止或做匀速直线运动：物体不受力或受平衡力。
(2)物体的运动状态发生改变：物体受非平衡力。
温馨提示
在推而不动、搬而不起的现象中，隐含的是物理处于静止状态，进一步推理得：此时物体受平衡力的作用。
[中考·滨州] 如图4 所示，在平直的地面上，一个人用20 N 的水平方向拉力拉动小车向东做匀速直线运动，小车所受阻力的大小等于________ N，阻力的方向向________( 选填“西”或“东”)。
例 3
20
西
解题秘方：根据物体的运动状态可知，物体受到的拉力与阻力是一对平衡力，再根据一对平衡力的关系可判断阻力的大小和方向。
解析：小车做匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向上受到的拉力与阻力是一对平衡力，即阻力的大小等于拉力的大小，方向与拉力方向相反。
方法技巧
先根据物体的运动状态判断物体所受的是平衡力，再根据二力平衡的条件判断力的大小和方向。
五、二力平衡
二力平衡
物体受多个力的作用
条件
应用
不平衡
平衡
运动状态改变
平衡状态
归纳新知
再 见