8.2 二力平衡 课件 (共39张PPT) 2023-2024学年物理人教版八年级下册

(共39张PPT)
二力平衡
第2节
第八章　运动和力
1.某物体在几个力的作用下做匀速直线运动。若它所受的力突然全部消失，则物体将(　　)
A.立即停止运动
B.逐渐减慢，最终停下来
C.继续做匀速直线运动
D.竖直下落
C
2.你见过的哪些物体受到力的作用并保持静止状态？
(1)教室内的吊灯受到 和 ，吊灯保持静止。
(2)放在地上的水桶受 和地面对它的 ，水桶静止。
3.一列火车在一段平直的轨道上匀速行驶，火车受 、支持力、水平向前的牵引力和向后的 。
重力
拉力
重力
支持力
重力
阻力
一、平衡状态
如图所示，其中图 中的物体处于静止状态或匀速直线运动状态。
(a)(b)(c)(d)
物体虽然受力，但是这几个力的作用效果相互抵消，相当于不受力。我们就说这几个力平衡。
这时物体处于平衡状态。
静止状态
匀速直线运动状态
二、二力平衡的条件
实验器材：滑轮两个、砝码多个、两个相同的小盘、小车、细绳、桌子(桌面较为光滑)。
实验步骤：(1)按图甲所示组装好实验器材，把小车放在光滑桌面上，两端挂好小盘。
(2)如图乙所示，向两端的小盘内加砝码(左盘中砝码质量较大)，则F1_____
(选填“>”“<”或“＝”)F2，观察小车的状态。
(3)如图丙所示，向两端的小盘内加入质量相等的砝码，则F1 (选填“>”“<”或“＝”)F2，观察小车的状态。
(4)如图丁所示，保持两盘里砝码的质量相等，把小车扭转一个角度，使拉力不在同一条直线上，观察小车的状态；当小车重新恢复到原来的静止状态时，观察两拉力的方向。
>
＝
实验表格：
小车在水平方向所受二力的情况 小车运动状态是否改变
大小 方向 是否在同一直线上
F1>F2 相反 在同一直线上 ____
F1＝F2 相反 在同一直线上 ____
F1＝F2 相反 不在同一直线上 ____
是
否
是
实验结论：作用在 物体上的两个力，如果大小 ，方向 ，并且在同一条 ，这两个力就彼此平衡。
评估交流：实验中，产生误差的因素有：①小车与桌面间不光滑；②细绳与滑轮间不光滑；③两盘的质量不相等；④桌子没有水平放置等。
同一
相等
相反
直线上
作用在同一物体上
大小相等
方向相反
作用在同一直线上
同体
等大
反向
共线
二力平衡条件
三、二力平衡条件的应用
匀速上升运动状态
——平衡状态
G
F拉
举出一些生活中在两个力的作用下保持平衡状态的现象。
静止的吊灯 静止放在桌面上的书
1.根据物体的平衡状态分析物体的受力情况
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 和 。
①分析静止在水平面上的木块的受力情况(甲图)。
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 力，则此二力大小 、方向 、作用在
上。物体重力等于拉力 。
大小
方向
平衡
相等
相反
同一条直线
G＝F
②用弹簧测力计测量物体所受重力的原理(乙图)：因为物体静止，所以物体所受的重力G与弹簧测力计对它的拉力F是一对平衡力，则此二力大小 、方向 、作用在 上。物体重力等于拉力G＝F。
③如图丙所示，一盏悬挂着的电灯，质量为0.5 kg，求电灯受到的各个力的大小及方向。(g取9.8 N/kg)
提示　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。
重力大小：G＝mg＝0.5 kg×9.8 N/kg＝4.9 N，方向竖直向下。
拉力大小：F＝G＝4.9 N，方向竖直向上。
相等
相反
同一条直线
2.根据物体的受力情况判断运动状态(平衡状态或非平衡状态)
以在水平路面上运动的小车为例进行分析，水平路面上运动的小车受到的力有：在竖直方向上受到的力有重力G、地面支持力N，是一对平衡力。
在水平方向上有汽车发动机的牵引力F和地面与空气的阻力f。
(1)若牵引力等于阻力，则二力 (选填“平衡”或“不平衡”)，小车向左做 直线运动；
(2)若牵引力大于阻力，二力 (选填“平衡”或“不平衡”)，小车向左做 直线运动；
(3)若牵引力小于阻力，二力 (选填“平衡”或“不平衡”)，小车向左做 直线运动。
平衡
匀速
不平衡
加速
不平衡
减速
3.一对平衡力和一对相互作用力的区别
如图甲所示，水平桌面上的一本书所受重力G和桌面对书的支持力F是一对 力。
如图乙所示，书对桌面的压力F′和桌面对书的支持力F是一对_______
力。
平衡
相互
作用
一对平衡力 一对相互作用力
相同点 大小相等 大小相等
方向相反 方向相反
作用在同一直线上 作用在同一直线上
不同点 作用在 物体上 作用在 物体上
同一
不同
1. 力是改变物体运动状态的原因。
2. 物体的运动不需要力来维持。
不受力或受平衡力
3. 物体静止或匀速。
4. 物体受平衡力。
静止或匀速直线
5. 物体受非平衡力。
运动状态改变
注意：
6. 运动状态改变，一定有力作用在物体上，并且是不平衡的力。
7. 有力作用在物体上，运动状态不一定改变。
例1　(2023·吕梁交城县期中)在探究“二力平衡的条件”的实验中，小梦同学采用的实验装置如图甲所示，小想同学采用的实验装置如图乙所示。
(1)当物体处于静止或_____________状态时，它受到的力是相互平衡的。
匀速直线运动
解析　当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，它受到的力是相互平衡的。
(2)甲方案中，小梦在左端小盘放上2 N的重物，右端小盘放上1.5 N的重物时，木块静止，此时木块受到的________(选填“可能是”“一定是”或“一定不是”)平衡力。这两个实验装置中，你认为装置____(选填“甲”或“乙”)更科学，原因是__________________________________
_______________。
一定是
乙
装置乙中小车受到桌面的阻力小，对
实验的影响更小
解析　木块静止，此时木块受到的一定是平衡力。这两个实验装置中，装置乙更科学，因为装置乙中小车受到桌面的阻力小，对实验的影响更小。
(3)装置乙中，将小车旋转一定角度，松手后，发现小车又恢复原状。这说明两个力必须作用在同一______(选填“物体”或“直线”)上，物体才能平衡。
直线
解析　把小车转过一个角度，使作用在物体上的两个力不在同一直线上，然后松手，观察到小车转动，最后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在同一直线上才能平衡。
例2　(2023·南平光泽县期中)用钢丝绳系上一个重为500 N的物体，当钢丝绳拉着物体以2 m/s的速度匀速上升时，绳对物体的拉力是_____ N，当钢丝绳拉着物体静止时，绳对物体的拉力是_____ N。
500
500
解析　钢丝绳系上一个重为500 N的物体以2 m/s的速度匀速上升时，说明物体处于平衡状态，受到平衡力的作用，此时物体受到钢丝绳的拉力和物体的重力是一对平衡力，故绳对物体的拉力为500 N；钢丝绳拉着物体静止时，物体仍处于平衡状态，受到平衡力的作用，此时物体受到钢丝绳的拉力和物体的重力是一对平衡力，故绳对物体的拉力仍为500 N。
2. 二力平衡条件
静止状态
匀速直线运动状态
受力为平衡力
平衡状态
1. 平衡状态和平衡力
同体、共线、反向、等大的两个力的合力为零
小 结
物体受力情况
物体运动情况
不受力
受平衡力
受非平衡力
静止状态
匀速直线
运动状态
运动状态发生改变
合力为0
力和运动的关系
运动状态不改变
1.(2023·淮安清江浦区期中)下列物体处于平衡状态的是(　　)
A.坐在秋千上来回晃动的孩子
B.静止在讲台上的黑板擦
C.腾空而起正在加速上升的火箭
D.平直轨道上减速行驶的列车
B
解析　坐在秋千上来回晃动的孩子，其速度大小和方向都发生变化，处于非平衡状态，故A错误；
静止在讲台上的黑板擦，其运动状态不变，处于平衡状态，故B正确；
腾空而起正在加速上升的火箭，其速度大小发生变化，处于非平衡状态，故C错误；
平直轨道上减速行驶的列车，其速度大小发生变化，处于非平衡状态，故D错误。
2.如图所示，汽车在水平公路上做匀速直线运动。关于汽车受力示意图正确的是(　　)
D
解析　在平直公路上匀速行驶的汽车，水平方向受牵引力和阻力，竖直方向受重力和支持力，这两对力均为平衡力，重力方向竖直向下，支持力方向竖直向上；牵引力方向水平向前，阻力方向水平向后，作用点可都画在重心处，由此可知，只有D正确。
3.(2023·大同月考)下列四种情形中，属于二力平衡的是(　　)
B
解析　A图中两个力虽然大小相等、方向相反、在同一直线上，但是两个力是作用在两个物体上，故不是一对平衡力，故A不合题意；
B图中两个力大小相等、方向相反、在同一直线上，还作用在同一物体上，故是一对平衡力，故B符合题意；
C图中两个力大小不等，故不是一对平衡力，故C不合题意；
D图中两个力虽然大小相等、方向相反、作用在同一物体上，但两个力不在同一直线上，故不是一对平衡力，故D不合题意。
4.(2023·济南市中区开学考)小刚准备用无人机拍摄俯瞰校园全景的视频，若不计空气阻力，下列说法正确的是(　　)
A.停在水平地面上的无人机所受重力与它对地的压力是一对平衡力
B.无人机匀速上升时，它受到的合力不为零，且方向向上
C.无人机在空中悬停时，它受到的升力大于它受到的重力
D.无人机匀速下降时，它受到的升力与它的重力大小相等
D
解析　停在水平地面上的无人机所受重力与它对地的压力方向相同，作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故A错误；
无人机匀速上升时，处于平衡状态，它受到的合力为零，故B错误；
无人机在空中悬停时，处于平衡状态，受到的是平衡力，它受到的升力等于它受到的重力，故C错误；
无人机匀速下降时，处于平衡状态，受到的是平衡力，它受到的升力与它的重力大小相等，故D正确。
5.(2023·抚顺东乡区期中)小汽车在高速公路上匀速行驶时，牵引力是6 000 N，此时小汽车的阻力是_______ N。如果关闭发动机，汽车的速度将______。
解析　因为轿车匀速行驶时，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，所以受到的阻力f＝F＝6 000 N；若关闭发动机，牵引力小于阻力，汽车速度将变慢。
6 000
变慢
(1)小明将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向相反，且在一条直线上。当卡片平衡时，从钩码质量看，卡片两边所受的拉力_______。
6.(2023·蚌埠怀远县期中)在探究二力平衡的条件实验中，小明进行下列实验步骤：
解析　由题图知，两边所挂钩码质量相同，所以两边钩码对卡片的拉力相等。
相等
(2)当小卡片平衡时，小明将小卡片转过一个角度，松手后小卡片______(选填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是探究___________________
______________。
解析　当小卡片平衡时，小明将小卡片转过一个角度，松手后小卡片会转动，不能平衡，设计此实验步骤的目的是探究不在同一直线上的两个力能否平衡。
不能
不在同一直线上的两
个力能否平衡
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图中所示情况下，小明下一步的操作是__________________。
解析　为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，可将卡片从中间剪开，使两个力作用在两个物体上。
将卡片从中间剪开