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力的平衡
第七章 第3节
吊灯的运动状态?
吊灯受力吗?
这是否和牛顿第一定律矛盾?
物体不受力时,
总保持静止或匀速直线运动状态。
牛顿第一定律
理想情况
汽车做匀速直线运动时,虽然受力但是仍然能保持匀速直线运动。汽车可以在平直路面静止,虽然受力,但是仍然能保持静止。
G
F
G
F浮
G
F浮
F
静止的电灯
静止的轮船
匀速上浮潜水艇
匀速降落的运动员
它们分别受到哪些力的作用
G
生活中还有很多这样的例子....
一、力的平衡
1.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。
只受两个力
二力平衡
2.静止状态和匀速直线运动状态又叫平衡状态。
二力平衡最简单。那么什么样的两个力才能使物体处于平衡状态呢?
例 1
下列运动的物体中,受力平衡的是( )
A.自由下落的苹果
B.加速上升的火箭
C.沿斜面匀速下滑的木块
D.减速行驶的机车
C
2.当一个物体处于________状态或________________状态时,我们就说物体处于平衡状态。当物体受到两个力的作用而处于平衡状态时,物体受到的两个力就是一对________力。
静止
匀速直线运动
平衡
猜想:
两个力大小什么关系?
方向?
作用点?
控制变量法
思考:根据下列器材设计一个实验探究二力平衡的条件。
器材:小车、两端带滑轮的长木板、木块、细绳、钩码若干。
实验方法:改变物体受到的两个力的三要素,当物体处于静止时,二力平衡。
二、二力平衡的条件
两个小盘中放入质量不同、相同的砝码、
沿相同、相反方向拉动小车、
将小车扭转一个角度或者在同一直线。
验证小车所受的两个力大小相等
验证小车所受的两个力方向相反
验证小车所受的两个力作用于同一直线
观察:物体运动状态是否改变
实验步骤
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
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。
结论
简记:同体、等大、反向、共线。
思考:如何改进本实验?
1.分离小车与桌面,减小阻力影响;
2.用小卡片替代小车,减小质量,便于实验;
3.如需说明两平衡力须作用在同一物体时可剪开卡片。
物体受平衡力时,合力为零。等效替代为不受力的作用,因此处于静止或匀速直线运动状态。
不矛盾,物体受到的合力为零时,与不受力的效果是一样的。
思考:吊灯及匀速行驶的汽车均受到力的作用,为什么仍能保持静止或匀速直线运动状态呢?
这跟牛一矛盾吗?
解惑
如图,跳伞运动员在空中匀速下落,已知人和伞所受总重力1000N,求阻力的大小
四、二力平衡条件的应用
G
F
已知物体受力
已知物体状态
已知拉力大小
求重力大小
二力平衡条件
一辆小车受到50 N的拉力和30 N的阻力,车怎样运动?
v
G
N
F1=50 N
F2=30 N
已知物体受力
二力平衡条件
物体运动状态
讲桌现在的运动状态?
1.请一个同学来试着推讲桌
2.请同学们让分析为什么讲桌受到了力依然保持静止
探究活动
五、辨析:平衡力与相互作用力
平衡力
大小相等
方向相反
作用在同一直线上
作用在同一物体上
相互作用力
大小相等
方向相反
作用在同一直线上
作用在不同物体上
G
F压
F支
例2
一小闹钟静止在水平桌面上,则( )
A.闹钟受到的重力和桌面对闹钟的支持力是一对平衡力
B.闹钟受到的重力和闹钟对桌面的压力是一对平衡力
C.闹钟受到的支持力和闹钟对桌面的压力是一对平衡力
D.桌面受到的重力和闹钟对桌面的压力是一对平衡力
A