(共24张PPT)
第2节 二力平衡
八年级
初中物理
第八章 运动和力
学习目标
1.知道平衡力和平衡状态的概念,会判断物体的平衡状态。
3.会运用二力平衡条件解决实际问题。
2.通过实验,知道二力平衡的条件。
平衡力
知识点一
在受力的情况下,物体有时也会保持静止或匀速直线运动状态,即运动状态不变。
静止在桌上的花瓶
匀速直线运动的汽车
静止的吊灯
平衡状态
静止状态
匀速直线运动状态
物体处于静止或匀速直线运动状态,我们就说物体处于平衡状态
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,这几个力叫平衡力。
静止的吊灯
二力平衡:当物体在两个力的作用下处于静止或匀速直线运动状态时,我们就说这两个力相互平衡,简称二力平衡
G
F
典例1
不计空气阻力,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
只有静止或匀速直线运动两种状态
二力平衡的条件
知识点二
实验探究:探究二力平衡的条件
实验思路
要想找到物体在两个力作用下处于平衡状态时两个力之间的关系,应该先想办法在物体上施加两个力使物体平衡,然后在物体平衡时测量这两个力,看看这两个力之间存在怎样的关系。
实验过程
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钩码。观察小车在什么条件下会保持运动状态不变。
根据力的三要素
1.使两个托盘里的钩码质量不相等;
2.使两个托盘里的钩码质量相等;
3.保持两个托盘里的钩码质量相等,把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放;
......
1.使两托盘里的砝码质量不相等
实验步骤
实验现象
2.使两托盘里的砝码质量相等
3.保持两托盘里的砝码质量相等,把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放
小车由静止开始运动
小车保持静止
小车由静止开始运动
4.保持两托盘里的砝码质量相等,把两盘上的细绳都系于小车左边挂钩上
小车由静止开始运动
记录表格
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 是否在一条直线上
不相等 相同 是 改变
相等 相同 是 不改变
相等 相同 否 改变
相等 不相同 是 改变
实验结论
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,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
等大、反向、共线、同体
一对平衡力与一对相互作用力的比较
比较项 一对平衡力 一对相互作用力
相同点 大小相等,方向相反,作用在同一条直线上
不同点 受力物体 作用在同一物体 分别作用在两个不同物体上
受力效果 使物体保持静止或匀速
直线运动状态 两个力分别产生各自的效果
力的变化 一个力变化(增大、减小或消失),另一个力不一定变化 同时产生,同时变化,同时消失
木块受到的重力和桌面对木块的支持力是一对平衡力
木块对桌面的压力和桌面对木块的支持力是一对相互作用力
一对平衡力与一对相互作用力的比较
G
F支
F支
F压
典例2
一本书放在水平桌面上,书上放一支钢笔,都保持静止,下列说法正确的是( )
A.钢笔受到的重力和书对钢笔的支持力是一对平衡力
B.钢笔对书的压力和书对钢笔的支持力是一对平衡力
C.书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力
D.书受到的重力和桌面对书的支持力是一对平衡力
A
解析:钢笔受到的重力和书对钢笔的支持力,这两个力符合二力平衡条件,是一对平衡力,A正确;钢笔对书的压力和书对钢笔的支持力,这两个力没有作用在同一个物体上,不是一对平衡力,B错误;书对桌面的压力和桌面对书的支持力,这两个力没用作用在同一物体上,它们不是一对平衡力,C错误;桌面对书的支持力的大小等于书与钢笔重力的和,要大于书的重力,所以书受
到的重力和桌面对书的支持力不是一对平衡力,D错误。
做此类题的方法:
(1)根据二力平衡的条件判断,重点看二力大小是否相等,是否作用在一个物体上
(2)画受力示意图,更清晰明了
二力平衡条件的应用
知识点三
若物体处于平衡状态,可应用二力平衡的条件根据一个力的大小和方向,确定另外一个力的大小和方向。
1. 求解力的大小和方向
跳伞运动员在空中匀速直线下降,如果已知人和伞所受的总重力是1 000 N,人和伞所受阻力的大小是 N,方向是 。
1000
竖直向上
G
FN
2.
物体的受力情况
物体的运动状态
物体不受力
物体受非平衡力
物体受平衡力
静止状态
匀速直线运动状态
运动状态改变:速度大小或方向改变
或
或
典例3
如图所示,质量为2 kg的植保无人机悬停在空中,无人机受到的升力是 N。(g取10 N/kg)
20
解析:无人机悬停在空中,处于平衡状态,受到的升力与重力是一对平衡力,大小相等,即无人机受到的升力F=G=mg=2 kg×10 N/kg=20 N。
课堂小结
物体受到几个力的作用时,保持平衡状态
二力平衡
平衡力
二力平衡条件的应用
二力平衡的条件
保持静止或匀速直线运动状态
平衡状态
等大、反向、共线、同体
随堂练习
1. 猴子能够轻松地倒挂在树枝上,当其倒挂在树枝上静止时,下列说法正确的是( )
A.树枝对猴子的拉力和猴子所受的重力是一对平衡力
B.猴子对树枝的拉力和猴子所受的重力是一对平衡力
C.猴子对树枝的拉力和树枝对猴子的拉力是—对平衡力
D.猴子很轻,其重力不需要平衡就能静止在空中
A
2.如图所示,小车在水平推力作用下向前运动,下列说法正确的是( )
A.小车所受重力与水平面受到的压力是一对平衡力
B.小车在水平方向上受到推力和阻力的作用
C.撤去推力后,小车仍会前进一段距离是因为小车
受到惯性
D.撤去推力后,小车最终停下来说明运动需要力来维持
B
3.在探究“二力平衡条件”的实验中,甲、乙两组同学分别选择器材后,设计组装的实验装置如图甲、乙所示。
(1)这两个实验装置中,你认为装置______(选填“甲”或“乙”)更科学。
(2)在装置乙中,将小车旋转一定角度,松手后,发现小车旋转后又恢复原状。这说明两个力必须作用在___________上,物体才能平衡。
钩码
滑轮
小车
木块
F1
F2
F1
F2
甲
乙
乙
同一直线
两个力必须作用在在同一个物体上
(3)如图丙所示,丙组同学在实验中继续保持F1与F2相等,使用剪刀将卡片从中间剪开,发现剪开后的卡片向相反的方向运动,说明二力平衡的一个条件是____________________________________。
卡片
F1
F2