8.2 二力平衡 教学课件(共46张PPT)初中物理人教版（2024）八年级下册

(共46张PPT)
第八章 运动和力
第二节 二力平衡
素养目标
1
新课讲解
3
课程导入
2
经典例题
4
总结归纳
5
课堂练习
6
目录
物理观念
1.知道物体在平衡力作用下能保持静止或匀速直线运动状态
2.知道二力平衡的条件
3.会通过实验探究二力平衡的条件
4.会运用二力平衡的知识分析解决实际问题
科学思维
观察生活中处在平衡状态的物体，思考物体处在平衡状态的条件是什么。
素养目标
科学探究
分析处在平衡状态的各种物体，设计实验探究二力平衡的条件。
科学态度与责任
培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。
素养目标
课程导入
石头叠成的塔为什么不会倒塌
人走在独木上如何
才不
会
摔
倒
一、平衡力与平衡状态
物体的受力分析
静止的小鸟
匀速行驶的汽车
为什么受到力的作用时，物体也能保持静止状态或者匀速直线运动状态？
F支
G
F阻
F牵
力的作用效果相互抵消
试一试：分析下列物体的受力情况
桌面上的花瓶
天花板上悬挂的吊灯
匀速下降的跳伞运动员
G
F
G
F
F
G
平衡力和平衡状态
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。物体处于静止状态或匀速直线运动状态都叫做平衡状态。
被提起的水桶
G
F1
F2
匀速行驶的汽车
G
F牵
F支
F阻
汽车在四个力的作用下做匀速直线运动，处于平衡状态，这四个力相互平衡。
搬而未起、推而不动时，物体的受力情况虽发生改变，但仍处于静止状态，其受力仍然平衡。
F支
G
F阻
F
一个物体同时受到两个力作用，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，那么这两个力就相互平衡，我们称之为二力平衡。
如果处于平衡状态下的物体只受两个力作用，这两个力要满足什么条件才能平衡呢？
下列物体处于平衡状态的是( )
A.在空中自由下落的苹果 B.在圆形跑道上匀速跑步的运动员
C.竖直向上抛出的石子 D.沿笔直斜坡匀速上行的汽车
D
经典例题
解析：在空中自由下落的苹果，下落速度越来越大，不处于平衡状态，A错误；在圆形跑道上匀速跑步的运动员，运动方向不断变化，不处于平衡状态，B错误；竖直向上抛出的石子，上升速度越来越小，不处于平衡状态，C错误；沿笔直斜坡匀速上行的汽车，速度大小不变，方向不变，处于匀速直线运动状态，处于平衡状态，D正确
下列物体受到的力是一对平衡力的是( )
A. B.
C. D.
C
经典例题
解析：A、B（×）两个力不在同一条直线上，不是一对平衡力；C（√）两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上，是一对平衡力；D（×）两个力的大小不相等，不是一对平衡力。
二、二力平衡的条件
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
两个力应该在同一物体上
探究二力平衡的条件
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。
把小车放在光滑的水平桌面上，向挂在小车两端的托盘里加砝码。观察小车在什么条件下会保持运动状态不变。
1. 使两托盘里的砝码质量不相等。
2. 使两托盘里的砝码质量相等。
3. 使两托盘里的砝码质量相等，把小车在水平面上扭转一个角度后释放。
探究二力平衡的条件
实验步骤：
① 用手按住小车不动，在两边的两个托盘上放上质量不同的砝码，即 F1 < F2 时，放手后观察小车运动状态的变化。
F2
F1
② 用手按住小车不动，在两边的两个托盘上放上质量相同的砝码，即 F1 = F2 时，放手后观察小车运动状态的变化。
F2
F1
实验步骤：
③ 用手按住小车不动，把两个托盘放在小车的同一侧，加入相等的砝码，即小车受到大小方向相同的两个力，放手后观察小车运动状态的变化。
实验步骤：
④ 在两个托盘中加相等的砝码，使小车静止，用手旋转小车至某一角度，使两个力不作用在同一条直线上，放手后观察小车运动状态的变化。
实验步骤：
⑤ 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。
实验步骤：
探究二力平衡的条件
实验 小车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 同一直线 是否作用在同一物体 1 不相等 相反 是 是 是
2 相等 相反 是 是 否
3 相等 相同 是 是 是
4 相等 相反 否 是 是
5 相等 相反 是 否 是
保持平衡
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。
简记：同体、等大、反向、共线。
二力平衡的条件
注意事项：
所用的两个托盘、两个小车要相同。
应选择较光滑的桌面和质量较大的砝码，这样可以减小阻力对实验的影响。
下列情形中，松手后纸片还能保持平衡的是( )
A. B.
C. D.
A
经典例题
解析：二力平衡的条件是同体、等大、共线、反向，必须都满足才能平衡。A图中纸片两端受到的两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上，是一对平衡力，松手后纸片能保持平衡状态，故A符合题意；B图中纸片两端受到的两个力大小不相等，不是一对平衡力，松手后纸片不能保持平衡状态，故B不符合题意；C图中将纸片扭转一个角度，纸片两端受到的两个力没有作用在同一条直线上，不是一对平衡力，松手后纸片不能保持平衡状态，故C不符合题意；D图中纸片被分成两部分，纸片两端受到的两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，但没有作用在同一个物体上，不是一对平衡力，松手后纸片不能保持平衡状态，故D不符合题意。
三、二力平衡条件的应用
用弹簧测力计测量物体所受的重力G，利用的是二力平衡条件。
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，则此二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。 物体重力等于拉力： G=F
①用弹簧测力计测量物体所受重力的原理
根据物体的平衡状态分析判断物体受力情况
二力平衡条件的应用
G
F
②有一盏悬挂着的电灯，质量为2千克，求电灯受到的各个力的大小及方向。
F
G
a.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。
b.重力大小：G=mg=2千克×9.8牛/千克=19.6牛，方向竖直向下。
c.拉力大小：F=G=19.6牛，方向竖直向上。
支持力N
重力G
阻力f
牵引力F
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：在竖直方向上有 重力、地面支持力；
在水平方向上有汽车发动机的牵引力和地面与空气的阻力。
①若牵引力等于阻力，则二力平衡，小车向左做匀速直线运动
③若牵引力小于阻力，二力不平衡，小车向左做减速直线运动
②若牵引力大于阻力，二力不平衡，小车向左做加速直线运动
根据物体的受力情况判断运动状态
一对相互作用力 一对平衡力
相同点 大小 相等 相等
方向 相反，且在同一直线上 相反，且在同一直线上
区别 作用对象 分别作用在两个物体上 共同作用在同一个物体上
作用 时间 同时产生，同时消失 两个力的产生、消失没有时间关系
力的作用效果 相互作用的两个力分别作用在不同的物体上，一般产生不同的效果 两个力共同作用在同一个物体上，使物体保持平衡
F
F`
F
G
一对相互作用力
一对平衡力
茶杯静止在水平桌面上，以下属于一对平衡力的是( )
A.茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力
B.桌子受到的重力与地面对桌子的支持力
C.茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力
D.茶杯受到的重力与桌面对茶杯的支持力
D
经典例题
解析：A.茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力，方向相同，不是平衡力，故A不符合题意；
B.桌子受到的重力与地面对桌子的支持力，作用都在桌子上，方向相反，大小不相等，作用在同一直线上，所以不是平衡力，故B不符合题意；
C.茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力，作用在相互接触的两个物体上，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，是相互作用力，故C不符合题意；
D.茶杯受到的重力与桌面对茶杯的支持力，作用都在茶杯上，方向相反，大小相等，作用在同一直线上，是平衡力，故D符合题意。
故选D。
总结归纳
①平衡力：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，这几个力就叫做平衡力。这个物体所处的状态就叫做平衡状态。
②平衡状态：静止状态、匀速直线运动状态
③二力平衡条件：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。
④二力平衡条件的应用
根据平衡状态分析判断物体的受力情况
根据受力情况分析判断物体的运动情况
二力平衡
课堂练习
1.小明是一个摄影爱好者，他用照相机拍摄了（每0.1 s拍摄一次）小球在四种不同运动状态下的照片，其中受力平衡的是( )
A. B.
C. D.
B
1.答案：B
解析：A（×）小球运动的轨迹是弯曲的，说明小球处于非平衡状态，受力不平衡；B（√）小球在相同时间内通过的路程相等且运动轨迹是直线，说明小球做匀速直线运动，处于平衡状态，受力平衡；C（×）小球做圆周运动，运动方向不断变化，说明小球处于非平衡状态，受力不平衡；D（×）小球在相同时间内通过的路程越来越大，说明小球做加速运动，处于非平衡状态，受力不平衡。
2.如图所示为小张测量体重时的情景，静止时体重计对他的支持力为F1，他对体重计的压力为F2，他受到的重力为G，则( )
A. F2与G是一对平衡力
B.F1与F2是一对平衡力
C.F1与F2是一对相互作用力
D.F1与G是一对相互作用力
C
2.答案：C
解析：重力G与压力F2作用在不同物体上，不是一对平衡力，A错误；压力F2与支持力F1是一对相互作用力，B错误，C正确；重力G与支持力F1是一对平衡力，D错误。
3.无人机在遥控下，能在空中自由地飞行和悬停，如图乙是无人机在竖直方向飞行时，高度h与时间t的关系图像，图像由三段直线组成。若无人机只受升力和重力的作用，升力和重力二力平衡的时间段是( )
A.只有0~5 s
B.只有5~9 s
C.只有9~15 s
D.0~15 s
D
3.答案：D
解析：
4.中国高铁技术国际领先。如图所示，“和谐号”高铁满载旅客在水平铁轨上做匀速直线运动。不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A.列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力
B.放在列车内水平桌面上的水杯受力非平衡力
C.列车受到的牵引力和铁轨对它的支持力是平衡力
D.列车受到的阻力和牵引力是一对平衡力
D
4.答案：D
解析：A、列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故A错误；B、放在列车内水平桌面上的水杯相对于桌面静止，处于平衡状态，所以受平衡力，故B错误；C、列车受到的牵引力和铁轨对它的支持力方向不在一条直线上，不是平衡力，故C错误；D、列车做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的阻力和牵引力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，是一对平衡力，故D正确。
故选：D。
5.如图所示，弹簧测力计和细线的重力G=5N及一切摩擦均不计，物重，则弹簧测力计A和B的示数分别为( )
A.5N，0N
B.0N，5N
C.5N，5N
D.5N，10N
C
5.答案：C
解析：因为物重G=5N，所以A弹簧测力计受到向右5N的拉力，静止，向左受的拉力也是5N，示数也为5N. 同理，B测力计两端受的力都是5N，示数也为5N.
故选C.
谢谢