第2节 二力平衡
教材任务驱动
任务一 了解平衡状态和平衡力
1.平衡状态:物体在几个力的作用下处于 静止 或 匀速直线运动 状态。
2.平衡力:物体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 相互平衡 ,此时物体受到的几个力就叫作 平衡 力。
任务二 探究二力平衡的条件
1.实验:探究二力平衡的条件
探究过程
【制订计划与设计实验】
(1)实验器材的组装和选取
小车:作为受力物体的研究对象。
砝码:可以提供不同的拉力。
定滑轮:可以改变拉力的方向。
(2)制订实验方案
①放:把小车放在光滑的水平桌面上,保持静止状态。
②挂:向挂在小车两端的托盘里加减砝码以改变拉力的大小。
③扭:把小车扭转使两边拉力不在一条直线上。
【进行实验与收集证据】
实验操作 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 是否在一 条直线上
使两托盘砝码 质量不相等 不相等 相反 在 改变
使两 托盘 砝码 质量 相等 小车在水 平桌面上 相等 相反 在 不改变
小车扭转 一个角度 相等 相反 不在 改变
两细线绕 在同一定 滑轮上 相等 相同 在 改变
【分析与论证】
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,这两个力就相互平衡。
【交流与评估】
(1)实验中能不能选用木块代替小车,为什么
答:不能;因为使用小车可以减小摩擦阻力的影响。
(2)实验中,对砝码的质量有什么要求,为什么
答:应使用质量较大的砝码,使两个拉力尽量大一些,以减小摩擦阻力对实验的影响。
(3)实验中,为什么选择小车处于静止状态作为平衡状态
答:因为匀速直线运动状态不容易控制。
温馨提示→操作注意事项
选择尽量光滑的桌面并确保滑轮和车轮转动灵活。
2.二力平衡条件的应用:
(1)用弹簧测力计测量物体所受的重力。
(2)根据物体所处的平衡状态求解某一个力的大小和方向。
典题疑难突破
考点一 探究二力平衡的条件
【典题1】
【一题多设问】课后服务活动中,物理兴趣小组的同学们利用如图所示装置进行“二力平衡条件”的探究。
【实验设计】
(1)实验中判断小车是否受平衡力作用的依据是物体处于 静止 状态。
(2)实验中,通过调整左右两个托盘中砝码的 个数 来改变力F1和F2的大小;把小车放在较 光滑 (选填“光滑”或“粗糙”)的水平桌面上,对实验结论的得出更有利。
【进行实验】
(3)在两托盘中放入质量相等的砝码,放手后小车静止;在两托盘中放入质量不相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力 大小相等 。
(4)把两个托盘放在小车的同一侧,放入质量相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力 方向相反 。
(5)把小车转过一个角度,然后松手,观察到小车转动,最后恢复到静止状态,这说明两个力必须作用在 同一条直线上 才能平衡。
【实验延伸】
(6)某次实验中,一名同学把稍大一点的砝码放入左盘时,左右两个拉力虽然大小不同,但小车仍处于静止状态,此时小车受到的力 是 (选填“是”或“不是”)平衡力。
【创新实践】
(7)【装置改进】某同学用轻质硬纸片代替小车做实验,用剪刀将硬纸片从中间剪断,发现分开后的硬纸片向相反方向运动,这说明二力平衡时,两个力应作用在 同一物体 上。
考点二 二力平衡条件的应用
【典题2】(2024·内江中考节选)某同学练习排球垫球时,排球离开胳膊后继续向上运动,排球的重力为2.7 N,在竖直上升的过程中,某时刻所受空气阻力大小为
0.5 N,方向竖直向下,此时排球所受合力大小为 3.2 N。
技法点拨 二力平衡条件的应用
(1)求力的大小和方向:利用二力平衡的条件,可根据一个力的大小和方向,确定另一个力的大小和方向。
(2)判断运动状态:物体受平衡力作用,则处于静止或匀速直线运动状态。
【变式】(2024·深圳质检)用起重机吊起1 000 N的货物,当钢丝绳吊着货物以
2 m/s的速度匀速上升时,钢丝绳对货物的拉力为 1 000 N;当钢丝绳吊着货物以2 m/s的速度匀速下降时,钢丝绳对货物的拉力 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)1 000 N。
规避雷区
易错点 不能正确判断平衡力和相互作用力
【易错题】小华利用支撑法找刻度尺的重心,当刻度尺静止在手指上时,如图所示,下列说法正确的是 (A)
A.刻度尺受到的重力和手指对刻度尺的支持力是一对平衡力
B.刻度尺对手指的压力和手指对刻度尺的支持力是一对平衡力
C.刻度尺受到的重力和刻度尺对手指的压力是一对相互作用力
D.刻度尺受到的重力和手指对刻度尺的支持力是一对相互作用力
【纠错】
“同”与“不同”辨析平衡力和相互作用力
(1)“同”:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
(2)“不同”:平衡力作用在同一个物体上;
相互作用力作用在两个物体上。第2节 二力平衡
教材任务驱动
任务一 了解平衡状态和平衡力
1.平衡状态:物体在几个力的作用下处于 或 状态。
2.平衡力:物体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 ,此时物体受到的几个力就叫作 力。
任务二 探究二力平衡的条件
1.实验:探究二力平衡的条件
探究过程
【制订计划与设计实验】
(1)实验器材的组装和选取
小车:作为受力物体的研究对象。
砝码:可以提供不同的拉力。
定滑轮:可以改变拉力的方向。
(2)制订实验方案
①放:把小车放在光滑的水平桌面上,保持静止状态。
②挂:向挂在小车两端的托盘里加减砝码以改变拉力的大小。
③扭:把小车扭转使两边拉力不在一条直线上。
【进行实验与收集证据】
实验操作 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 是否在一 条直线上
使两托盘砝码 质量不相等 相反 改变
使两 托盘 砝码 质量 相等 小车在水 平桌面上 相等 不改变
小车扭转 一个角度 不在 改变
两细线绕 在同一定 滑轮上 相等 改变
【分析与论证】
作用在同一物体上的两个力,如果大小 、方向 ,并且在 上,这两个力就相互平衡。
【交流与评估】
(1)实验中能不能选用木块代替小车,为什么
(2)实验中,对砝码的质量有什么要求,为什么
(3)实验中,为什么选择小车处于静止状态作为平衡状态
温馨提示→操作注意事项
选择尽量光滑的桌面并确保滑轮和车轮转动灵活。
2.二力平衡条件的应用:
(1)用弹簧测力计测量物体所受的重力。
(2)根据物体所处的平衡状态求解某一个力的大小和方向。
典题疑难突破
考点一 探究二力平衡的条件
【典题1】
【一题多设问】课后服务活动中,物理兴趣小组的同学们利用如图所示装置进行“二力平衡条件”的探究。
【实验设计】
(1)实验中判断小车是否受平衡力作用的依据是物体处于 状态。
(2)实验中,通过调整左右两个托盘中砝码的 来改变力F1和F2的大小;把小车放在较 (选填“光滑”或“粗糙”)的水平桌面上,对实验结论的得出更有利。
【进行实验】
(3)在两托盘中放入质量相等的砝码,放手后小车静止;在两托盘中放入质量不相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力 。
(4)把两个托盘放在小车的同一侧,放入质量相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力 。
(5)把小车转过一个角度,然后松手,观察到小车转动,最后恢复到静止状态,这说明两个力必须作用在 才能平衡。
【实验延伸】
(6)某次实验中,一名同学把稍大一点的砝码放入左盘时,左右两个拉力虽然大小不同,但小车仍处于静止状态,此时小车受到的力 (选填“是”或“不是”)平衡力。
【创新实践】
(7)【装置改进】某同学用轻质硬纸片代替小车做实验,用剪刀将硬纸片从中间剪断,发现分开后的硬纸片向相反方向运动,这说明二力平衡时,两个力应作用在 上。
考点二 二力平衡条件的应用
【典题2】(2024·内江中考节选)某同学练习排球垫球时,排球离开胳膊后继续向上运动,排球的重力为2.7 N,在竖直上升的过程中,某时刻所受空气阻力大小为
0.5 N,方向竖直向下,此时排球所受合力大小为 N。
技法点拨 二力平衡条件的应用
(1)求力的大小和方向:利用二力平衡的条件,可根据一个力的大小和方向,确定另一个力的大小和方向。
(2)判断运动状态:物体受平衡力作用,则处于静止或匀速直线运动状态。
【变式】(2024·深圳质检)用起重机吊起1 000 N的货物,当钢丝绳吊着货物以
2 m/s的速度匀速上升时,钢丝绳对货物的拉力为 N;当钢丝绳吊着货物以2 m/s的速度匀速下降时,钢丝绳对货物的拉力 (选填“大于”“小于”或“等于”)1 000 N。
规避雷区
易错点 不能正确判断平衡力和相互作用力
【易错题】小华利用支撑法找刻度尺的重心,当刻度尺静止在手指上时,如图所示,下列说法正确的是 ()
A.刻度尺受到的重力和手指对刻度尺的支持力是一对平衡力
B.刻度尺对手指的压力和手指对刻度尺的支持力是一对平衡力
C.刻度尺受到的重力和刻度尺对手指的压力是一对相互作用力
D.刻度尺受到的重力和手指对刻度尺的支持力是一对相互作用力
【纠错】
“同”与“不同”辨析平衡力和相互作用力
(1)“同”:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
(2)“不同”:平衡力作用在同一个物体上;
相互作用力作用在两个物体上。
