(共19张PPT)
第八章 运动和力
第2节 二力平衡
1.通过生活现象以及生活经验,认识平衡力和平衡状态概念,会判断物体是否受平衡力;
2.通过实验,能归纳、总结出二力平衡的条件;
3.会利用二力平衡的知识分析解决实际问题。
任务一
平衡状态是什么
活动:观察图甲中静止的小鸟和图乙匀速直线运动汽车,思考问题:
甲
乙
答:小鸟处于静止(平衡)状态,小鸟受到重力和电线杆对它的支持力的作用;小汽车受到了力的作用。竖直方向受到重力和对面对它的支持力,水平方向还受到摩檫力和牵引力。
问题1:分析图甲小鸟和图乙中汽车受力情况并画出力的示意图?说说他们处于什么状态?
G
F支
F支
G
f
F牵
问题2:这些现象与牛顿第一定律相矛盾吗?试着说明什么是平衡状态?
答:这些现象与牛顿第一定律不矛盾,它们所受到的力的共同作用效果可以等效不受任何力时的作用效果。
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。
问题3:列举生活中处于平衡状态的物体。
答:挂在天花板上的吊灯;静止在地上的足球;天上匀速直线飞行的飞机;悬浮在水中静止不动的鱼儿……
活动小结
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。
任务二
探究二力平衡的条件
活动:同学们结合生活经验,谈谈你认为物体处于平衡状态需要满足什么条件?为了更直观快速认识物理规律,探究物体只受到两个力时,需要满足什么条件才能平衡?观看视频,观察实验现象,完成表格,思考问题。
【实验器材】小车、两个相同的托盘、不同质量的砝码、细线、两头带滑轮的光滑长木板。
【实验步骤】
(1) 组装实验装置。
(2)用手按住小车,往左右两托盘放入质量不相等的砝码,松开手,观察小车的运动状态;然后放入质量相等的砝码,观察小车的运动状态。
(3)保持两托盘内有质量相等的砝码,把小车扭转一个角度,松手后观察小车的运动状态。
(4)保持两托盘内有质量相等的砝码,在小车静止时剪去一根细线,观察小车的运动状态。
进行实验,并将实验结果记录在表中。
操作情况 小车的运动状态
同一直线、砝码相等
同一直线、砝码不相等
不同直线、砝码相等
剪去一根细线
静止不变
静止变为运动(或改变)
静止变为运动(或改变)
静止变为运动(或改变)
问题1:改变法码的质量是改变什么?
问题2:实验中要在光滑水平桌面进行,且选取质量较大的法码的目的是什么?
改变法码的质量是为了改变水平方向上的拉力大小
目的是减小摩檫力对实验结果的影响。
问题3:分小组讨论,根据实验结果,总结二力平衡的条件。
作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,作用在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
活动小结
二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,作用在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
“同体”——作用在一个物体上;
“等大”——两个力的大小相等;
“反向”——两个力的方向相反;
“共线”——两个力作用在同一条直线上。
任务三
二力平衡的应用
活动:阅读课本P21页二力平衡条件的应用内容,完成下列物体受力示意图,并说明哪些力二力平衡。
G
F支
花瓶
G=F支
G
F浮
G=F浮
匀速直线下降的跳伞运动员
思考:跳伞运动员在空中做匀速直线下降,如果已知人和伞所受的总重力是1000 N,你能说出阻力的大小和方向吗?
阻力大小为1000 N,方向竖直向上
1.在下列事例中,受平衡力作用的物体是( )
A.正在圆形轨道上运动的过山车
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
2.一个杯子放在水平桌面处于静止状态,下列各对力中,属于平衡力的是( )
A.桌子受到的重力和杯子对桌子的压力
B.桌子受到的重力和桌子对杯子的支持力
C.杯子受到的重力和杯子对桌子的压力
D.杯子受到的重力和桌子对杯子的支持力
D
D
3.中央电视台《是真的吗》某期节目中,有这样一个实验:将一根绳子穿过内壁和端口光滑的空心圆筒,绳子上端系一个金属球,下端与装有皮球的网袋连接。转动开心圆筒,使金属球转动(如图)。随着转速加大,网袋由静止开始向上运动。下列判断正确的是( )
A.网袋静止时,它受到的总重力与它对绳子的拉力是一对平衡力
B.金属球转动过程中,它受到的重力与绳子对它的拉力是一对平衡力
C.金属球转动过程中,运动状态不变
D.实验表明,改变物体的运动状态需要力
D
4.某人以1 m/s的速度匀速地竖直向上提起重50 N的物体,这时人对物体施力的大小为 N,如果以2 m/s的速度匀速向上提起这一物体,那么这个人对物体施力的大小为 N。
5.连同载重共2000 N的气球在竖直方向上匀速下降,它受到的空气浮力为1900 N(已知浮力的方向总是竖直向上的),则它在运动中受到空气的阻力为 N。若从气球中抛掉一些重物后,气球能以同样大小的速度匀速上升,则抛掉的重物重为 N。(设气球所受到的空气的浮力和空气的阻力的大小不变)
50
50
100
200
二力平衡
力的平衡
平衡条件
平衡力和相互作用力的区别
平衡状态
平衡力
大小
方向
作用点
力的三要素
关键是“一个”还是“两个”物体受力
“同体”、“等大”、“反向”、“共线”
总结:请画出本节内容的思维导图