第5节 二力平衡的条件
不受力的物体是不存在的,那这个定律……
实际情况下,一切物体都要受力,那么物体怎样保持静止状态或匀速直线运动状态?
一、复习回顾
一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
牛顿第一定律:
1、静止在桌面上的杯子。
2、匀速下落的跳伞运动员。
物体虽然受力,但是这几个力的作用效果相互抵消,相当于不受力。我们就说这几个力平衡。
这时物体处于平衡状态。
静止状态
匀速直线运动状态
物体保持静止或匀速直线运动状态,叫做平衡。平衡的物体所受的力叫做平衡力。如果物体只受两个力而处于平衡的情况叫做二力平衡。
物体受力作用时,满足什么条件才能保持平衡呢?
做匀速直线运动的小汽车
如果作用在物体上的力只有两个,且物体保持静止或匀速直线运动状态,我们称二力平衡。
放在讲台上的粉笔盒
二力平衡需要的条件
1、提出问题:
2、建立假设:
3、设计实验、验证假设:
3、得出结论:
两个力可能在同一物体上
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
二力平衡的条件为:
同物、同线、等大、反向
如图,在两边的绳套上挂不等重的钩码。放开塑料板,塑料板
。
在两边的绳逃上挂等重的钩码。放开塑料板后,塑料板将 。
由此可得到:要使两个力相互平衡,两个力的大小必须 。
相等
保持平衡
滑向一边
如图,在两边的 绳套上挂等重的 钩码,将塑料板 稍向下移动,使 两个拉力的方向 并不相反。放开塑料板,塑料板将 。 待塑料板静止时,两个拉力的方向 。
向上移动
相反
由此可得到:要使两个力相互平衡,两个力的方向必须 。
相反
如图,在两边的 绳套上挂等重的 钩码。并将塑料 板扭转一个角度 ,使拉塑料板的 细绳相互平行,但不在同一直线上。放开塑料板,塑料板将 。待塑料板静止后,两边的细绳 (在,不在)同一直线上。
由此可得到:要使两个力相互平衡, 两个力的方向必须 。
转动
在
同一直线上
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。
作用在同一物体上
大小相等
方向相反
作用在同一直线上
同物
等大
反向
同线
匀速上升运动状态
——平衡状态
G
F拉
【请举例】
举出一些生活中在两个力的作用下保持平衡状态的现象。
静止状态
——平衡状态
G
F支
F牵
f
匀速行驶的汽车
相等
相反,且在一直线上
一对平衡力的特点
作用在同一物体上
一个力发生变化,另一个力不一定随着变化
一对平衡力
大小
方向
受力物体
力的变化
天花板上吊一盏灯,吊线的重力忽略不计,下列各对力中属于平衡力的是( )
A、天花板对吊线的拉力和吊线对天花板的拉力
B、灯对吊线的拉力和吊线对灯的拉力
C、天花板对吊线的拉力和吊线对灯的拉力
D、灯受到的重力和吊线对灯的拉力
D
作用在不同的两个物体上
同时产生、同时变化、同时消失
作用在同一物体上
一个力变化(增大、减小),另一个力不一定变化
例:某人用绳提着一条鱼静止不动,此时鱼受到的平衡力是 和 这一对力。
而绳子拉鱼的力和鱼拉绳子的力是 和 。
绳子的拉力
重力
作用力
反作用力
相互作用力与平衡力的区别
一对作用力和反作用力 一对平衡力
受力物体
力的变化
【二力平衡的应用】
平衡力
运动状态不改变
向上匀速:
F=G
向下匀速:
F=G
静止:
F=G
非平衡力
运动状态改变
向上加速:
向下加速:
F>G
F<G
1.平衡状态:物体处在_________或____________状态时,
我们称之为平衡状态.
2.二力平衡
同一物体
(1)概念:作用在_________上的两个力,如果__________、
_________并且在____________,这两个力称为平衡力.
方向相反
(2)条件:同物体、等值、反向、共线.
静止状态
匀速直线运动
大小相等
同一条直线上
小结
1. 力是改变物体运动状态的原因。
2. 物体的运动不需要力来维持。
不受力或受平衡力
3. 物体静止或匀速。
4. 物体受平衡力。
静止或匀速直线
5. 物体受非平衡力。
运动状态改变
注意:
6. 运动状态改变,一定有力作用在物体上,并且是不平衡的力。
7. 有力作用在物体上,运动状态不一定改变。
练习1:请画出下图中物体受力的示意图,
并分析物体是否受到平衡力,哪一对力是二力平衡。
1)静止悬挂的电灯。
2)静止在桌面上的茶杯。
3)匀速运动的拖车。
【二力平衡的条件的应用】
静止悬挂的电灯
静止在桌面上的茶杯
匀速运动的拖车
电灯受的拉力F 与重力G 二力平衡
拖车受的支持力N与重力G二力平衡; 牵引力F与阻力f二力平衡
杯子受的支持力N与重力G二力平衡?
利用二力平衡的条件来判断两个力是否平衡
两个力是否“同体”
是
否
排除
状态法
条件法
静止?匀速?
等大?反向?共线?
巧记:二力若平衡,合力定为零,物处两状态,匀速或静止。
直接用手以5m/s的速度匀速向上拉起100N的物体,所需拉力大小是_____N;如果以5m/s的速度拉着物体匀速下降,所需拉力大小是_____N;如果这个物体在匀速下降过程中受到水平方向一对平衡力的作用,则运动状态______(选填“会”或“不会”)发生改变。
100N
100N
不会
利用二力平衡的条件求另一个力
二力平衡的条件的应用
3、根据运动状态判断受力情况
1、静止悬挂的电灯G=20N,电线的拉力 F=?
2、匀速运动的拖车,F牵=1.5×105N, f阻=?
根据受力情况判断运动状态
1、一辆小车受到50N的拉力和30N的阻力,车怎样运动?
2、一本书 G=3N,桌面对它的支持力 N=3N,书处于什么状态?
二、二力平衡条件
静止状态
匀速直线运动状态
受力为
平衡力
平衡状态
一、二力平衡
三、二力平衡条件的应用
作用在同一个物体上的两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上