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第三节 二力平衡
第七章 力与运动
01.
知道二力平衡条件。
02.
能运用力与平衡的知识,分析物体的受力情况,判断物体的运动状态。
03.
能欣赏力与平衡之美。
04.
能利用学习的新知识解决以前学习中的问题,能体会对知识的掌握是不断深入的。
本节要点
新课导入
请说出牛顿第一定律内容
物体不受力时
静止状态
或
匀速直线运动状态
不存在
运动状态不变
物体受力时
重点研究
静止状态
或
匀速直线运动状态
变速运动
探索新知
静止的水杯
匀速直线
行驶的汽车
G
F支
F牵=f
F支=G
F支=G
知识点一
平衡状态
1.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,物体处于平衡状态。
2.物理学中,把物体保持静止或匀速直线运动状态称为平衡状态。
二力平衡
只受两个力
G
F牵
f
F支
静止或匀速直线运动
3.物体是否受平衡力的判断
物体的
运动状态
变速运动
物体受力平衡或理想情况下物体不受力
物体受力不平衡
处于平衡状态的物体受到的力一定是平衡力,物体受力平衡时,也一定处于平衡状态。
图(a)
静止站立的小鸟
图(b)
匀速下降的跳伞运动员
梵净山上的蘑菇石
升空的火箭
G
F支
G
F阻
G
F支
G
F推
图(c)
图(d)
图中的物体,它们的受力情况和运动状态是什么样的?
F支=G
F阻=G
F推>G
F支=G
二力平衡具体需要什么条件?
【提出问题】
探究二力平衡的条件
作用在物体上的两个力满足什么条件,物体受力才会平衡
【猜想假设】
二力可能大小相等、方向相反、作用在同一直线上
【实验器材】
两端带定滑轮的水平木板、纸板、砝码、细线、两个托盘
知识点二
二力平衡的条件
做
中
学
实验序号 纸板所受两个力的大小 纸板所受两个力的方向 纸板所受两个力是否在同一直线上 所受两个力是否在同一纸板上 纸板是否平衡
1 相等 相反 是 是 是
2 不相等 相反 是 是 否
3 相等 相反 否 是 否
4 相等 相同 是 是 否
5 相等 相反 是 否 否
【实验记录】
比较实验1、2:___________________________________________
比较实验1、3:___________________________________________
比较实验1、4:___________________________________________
比较实验1、5:___________________________________________
【分析论证】
当两侧拉力大小相等时,纸板才能平衡。
当两侧拉力在同一直线上时,纸板才能平衡。
当两侧拉力方向相反时,纸板才能平衡。
当两侧拉力作用在同一物体上时,纸板才能平衡。
结 论
同体、等大、反向、共线
F1
F2
F1=F2
二力平衡的条件是:作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反,并且作用在同一条直线上。
1.判断物体的运动状态:
当物体只受到
两个力的作用
二力平衡
二力不平衡
静止状态
匀速直线运动状态
运动状态改变
f
F推
F推=f
箱子保持
静止状态
F推>f
箱子运动状态改变
知识点三
二力平衡条件的应用
如果物体受两个力的作用,且保持静止或匀速直线运动状态,那么这两个力一定是一对平衡力,知道其中一个力的大小和方向,可以确定另外一个力的大小和方向。
2.求解力的大小和方向:
应用 图示 分析
用弹簧测力计测量滑动摩擦力 水平匀速拉动木块时,木块处于平衡状态,滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力,即f=F
用弹簧测力计测量重力 重物处于静止状态时,其重力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力,即 G=F
平衡力与相互作用力的比较
点击画面观看
平衡力 相互作用力
相同点 大小相等、方向相反、作用在同一直线上 不同点 作用对象 作用在同一物体上 分别作用在两个物体上
力的性质 不一定相同 一定相同
作用时间 没有时间关系 同时产生,同时消失
作用效果 使物体保持平衡状态 一般产生不同的作用效果
示意图
平衡力与相互作用力的比较
静止在水平地面上的物体所受重力G与支持力F是一对平衡力
水平地面上物体对地面的压力F'与地面对物体的支持力F是一对相互作用力
请在图中画出静止在水平桌面上的杯子受力的示意图,并与同学比较结果。
如果杯子所受的重力是 5 N,你能判断桌面对它的支持力大小是多少吗?为什么?
物理聊吧
处于静止状态的杯子
杯子受到重力和支持力的共同作用处于平衡状态,所以重力和支持力是一对平衡力,F=G= 5 N。
G
F
杂技艺术中的平衡
杂技表演中的走钢丝、女子排椅等节目,体现了传统杂技的“惊、险、奇、新、美”,很好地应用了平衡知识。演员在表演这些节目时,需要小心调整自己的重心位置,使重力作用线通过支撑面。这样,演员及使用的器具在重力和支持力的作用下就能处于平衡状态。
科学书屋
走钢丝
女子排椅
课堂小结
二力平衡
平衡状态
二力平衡条件
二力平衡的应用
匀速直线运动状态
静止状态
大小相等
作用在同一物体上
作用在同一条直线上
方向相反
求解力的大小和方向
判断物体的运动状态
同体、等大
反向、共线
随堂练习
1. (2024·福州长乐区期中)春分这一天,我国民间流行“竖蛋游戏”,如图所示。关于竖立在水平桌面上的鸡蛋的受力情况,下列说法正确的是( C )
A. 鸡蛋所受的重力和鸡蛋对桌面的压力是一对相互作用力
B. 鸡蛋对桌面的压力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力
C. 鸡蛋所受的重力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力
D. 鸡蛋对桌面的压力和鸡蛋所受的重力是一对平衡力
C
2. 如图所示,乒乓球运动员发球时要将乒乓球竖直向上抛出,乒乓球上升到最高点时(忽略空气阻力)只受到 重力 的作用,此时乒乓球处于 非平衡 (填“平衡”或“非平衡”)状态。
重力
非平衡
3. 如图甲所示,用10 N的水平拉力F拉着一个重为25 N的木块沿水
平桌面做匀速直线运动,木块受到的摩擦力为 10 N,木块受到
的 支持 力和木块受到的重力是一对平衡力;如图乙所示,用力
推箱子,但没推动,箱子受到的推力 等于 (填“大于”“等于”
或“小于”)摩擦力。
10
支持
等于