(共19张PPT)
平衡力与平衡状态
静止的书本
受力的作用吗?运动状态改变了吗?
匀速直线飞行的飞机
总结:
匀速直线运动状态或者静止状态叫做平衡状态。
物体受不受力都可能处于平衡状态,如果物体在受到几个力的作用下处于平衡状态,那么我们就说这几个力相互平衡。
静止的书本
匀速直线飞行的飞机
匀速直线运动
G
F牵
F支
f
物体受到外力时也能保持静止或匀速直线运动状态,这与牛顿第一定律矛盾吗?
不矛盾,当物体受到平衡力时,这几个力的作用效果相抵消,合力为零,相当于不受力。
静止
G
F拉
二力平衡
两个力满足什么条件才能平衡?
探究二力平衡的条件
1.猜想:两个力的大小可能要相等
两个力的方向可能要相反
两个力可能要在一条直线上
2.实验装置:
注意:小车轮子可以减少摩擦力带来的影响,绳子代表力的方向,钩码的重量代表力的大小。
探究二力平衡的条件
3.步骤:
(1)用手按住小车,在两边的托盘上放入质量不相等的钩码,松手后,观察小车的运动状态变化并记录。
(2)用手按住小车,在两边的托盘上放入质量相等的钩码,松手后,观察小车的运动状态变化并记录。
(3)保持两个托盘里的钩码质量相等,在水平面内把小车扭转一个角度后松手,观察小车的运动状态变化并记录。
(4)用手按住小车,把左边的托盘取下挂在右边,松手后,观察小车的运动状态变化并记录。
探究二力平衡的条件
步骤 小车在水平方向的受力情况 运动状态
是否改变
大小 方向 是否在同一直线
(1) 不相等 相反 在同一直线 改变
(2) 相等 相反 在同一直线 不改变
(3) 相等 相反 不在同一直线 改变
(4) 相等 相同 在同一直线 改变
总结:
二力平衡的条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一物体上。
例.在探究“二力平衡条件”的实验中:
(1)在探究力的大小对二力平衡的影响时,通过调整___________来改变F1和F2的大小,两个力平衡的标志是________________。
(2)保持F1与F2相等,用手将小车扭转到图乙中的位置,松手后,小车将无法在此位置平衡。实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时,两个力必须满足_______________________的条件。
乙
甲
练习巩固
砝码质量
小车保持静止
作用在同一条直线上
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。
思考:二力等大、反向、共线,但作用在两个物体上,能平衡吗?怎样实验验证?
用两个相同的小车分别系住一个托盘,用手按住,保证二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,放手后观察两个小车运动状态的变化。
二力平衡的应用
测重力
汽车匀速行驶
静止的书本
总结:
平衡状态 平衡力 大小相等,方向相反,同一直线,同一物体。
一、物体的平衡状态:静止或匀速直线运动。
二、二力平衡
1.定义
2.二力平衡的条件:等大、反向、同物、 同线
三、力和运动的关系:
物体的受力情况决定运动情况
物体的运动情况反映受力情况
课堂小结
课堂练习
1.下列各图中,F1和F2是一对平衡力的是( )
c
2.下图中的A、B、C、D分别用照相机拍摄(每0.1s拍摄一次)的小球在四种不同运动状态下的照片,其中小球受到平衡力作用是( )
b
3.下列物体中,受到平衡力作用的是( )
A.正从地面腾空而起的火箭
B.竖直向上抛出的石子
C.沿光滑斜坡越滚越快的小球
D.在水平直路上匀速行驶的汽车
d
1.在图中,F1和F2是物体所受的方向相反的两个力,哪些情况下,这两个力是平衡的?
B和D图中的两个力是平衡的。
根据二力的平衡条件:二力作用在同一物体上,大小相等、方向相反,并且在同一条直线上。所以B和D符合题意。
解析
2. 在平直的地面上,一个人沿水平方向用20牛的力推一辆小车匀速向西运动,试画出小车所受阻力的大小和方向。
人沿水平方向用力推一辆小车匀速向西运动,小车所受阻力与推力是一对平衡力,所以小车所受阻力的大小为20牛,方向水平向东。
解析
f= 20N
v
3. 质量为40kg的小船静止在水面上,它除了受到重力之外,还受到另外一个力的作用,这个力的大小等于多少?方向如何?试着画出小船受力的示意图?
小船所受重力大小:
G=mg=40千克×10牛/千克=400牛,方向竖直向下;
小船受到的另一个力的大小也为400牛,方向竖直向上。
解析
F
G
4.在水平公路上匀速行驶的太阳能汽车受到几对平衡力的作用?为什么说它们是互相平衡的?请在图上画出汽车受力的示意图。
解析:在水平公路上匀速行驶的太阳能汽车,受到两对平衡力的作用。
在水平方向上,汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力;
在竖直方向上,汽车所受的重力和支持力是一对平衡力。
因为这两对力中的每一对力都是大小相等、方向相反的,作用在同一条直线上,且都作用在汽车上,因此他们相互平衡。
F支
G
F牵
F阻
v