教科版初中物理八年级下册教学讲义,复习补习资料(含知识讲解,巩固练习):57力的平衡 力改变物体的运动状态(提高)

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名称 教科版初中物理八年级下册教学讲义,复习补习资料(含知识讲解,巩固练习):57力的平衡 力改变物体的运动状态(提高)
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资源类型 教案
版本资源 教科版
科目 物理
更新时间 2020-03-30 16:20:53

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文档简介

力的平衡 力改变物体的运动状态(提高)

【学习目标】
  1、知道什么是平衡状态,平衡力,理解二力平衡的条件;
2、会用二力平衡的条件解决问题;
  3、掌握力与运动的关系。

【要点梳理】

要点一、同一直线上二力的合成
如果一个力对物体的作用效果与几个力同时对物体作用的效果相同,那么这个力就叫做那几个力的合力。
要点诠释:
1.同一直线上二力的合成:
  (1)同一直线上,方向相同的两个力的合力,大小等于这两个力的大小之和,方向跟这两个力的方向相同,即。
  (2)同一直线上,方向相反的两个力的合力,大小等于这两个大小之差,方向跟较大的那个力方向相同。
  即
2.平衡力的合力为零。

要点二、平衡状态和平衡力
物体处于静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这个物体处于平衡状态。物体在受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力是平衡力。
要点诠释:
  1.平衡力与平衡状态的关系:物体在平衡力的作用下,处于平衡状态,物体处于平衡状态时要么不受力,若受力一定是平衡力。
  2.物体受平衡力或不受力保持静止或匀速直线运动状态。
  
要点三、二力平衡
物体如果在两个力的作用下,保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这两个力平衡。这两个力就叫做一对平衡力。
要点诠释:
1.二力平衡的条件
  概括说就是“同物、等大、反向、共线”。
  (1)同物:作用在同一物体上的两个力。
  (2)等大:大小相等。
  (3)反向:两个力方向相反。
  (4)共线:两个力作用在同一条直线上。

2.二力平衡的条件的应用:
  (1)根据平衡力中一个力的大小和方向,判定另一个力的大小和方向。
  (2)根据物体的平衡状态,判断物体的受力情况。

3.二力平衡与相互作用力的区别
  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 受力物体 作用在同一物体上 作用在两个不同物体上
受力情况 受力物体是一个,施力物体分别是其他物体 两个物体互为施力者,互为受力者
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,此时物体失去平衡。 同时产生,同时变化,同时消失
作用效果 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


要点四、力与运动的关系
物体受平衡力(或不受力)物体的运动状态不变(保持静止或匀速直线运动状态)。
  物体受非平衡力作用运动状态改变(运动快慢或方向改变)。
【典型例题】
类型一、基础知识

1、在“探究二力平衡的条件”实验中,小明选择了如图的装置,把小卡片两端细线绕过滑轮,并挂上钩码。
(1)实验中选择小卡片的目的是 (填“考虑”、“不考虑”)小卡片的重力;探究两个力大小关系时,应该观察细线两端所挂钩码的个数。
(2)实验中把小卡片转过一个角度,目的是使小卡片受到的两个拉力 ,但大小相等,方向相反,松手后观察小卡片是否平衡。
(3)小明利用弹簧测力计代替图中的钩码进行了探究,发现两个力的大小还有较小的差距.你认为形成差距的原因是 。
(答出一条即可)
【答案】:(1)不考虑
(2)不在同一条直线上
(3)未校零或两个滑轮的摩擦不同或存在读数误差。
【解析】:(1)实验中选择小卡片,主要为了不考虑小卡片的重力。
(2)为了探究两个平衡力是否在同一条直线上,实验中把小卡片转过一个角度,目的是使小卡片受到的两个拉力不在同一条直线上,但大小相等,方向相反,松手后观察小卡片是否平衡。
(3)在实验过程中,使用测力计进行测量,由于测力计本身未校零或滑轮的摩擦不同或存在读数误差,会造成实验结果误差。
【总结升华】此题主要通过实验来探究二力平衡的条件,首先要搞清二力平衡的条件,明确实验目的,才能够确定好的方案。

举一反三:
【变式】请判断如图所示的四幅图中的力是否属于一对平衡力,若不是,请说明理由:

A图中的力: ; B图中的力: ;
C图中的力: ; D图中的力: 。
【答案】A:不是 受力物体不同;B:是一对平衡力;C:不是 不在同一直线上;D:不是 力的大小不等并且力不在同一条直线上。

2、(2019春?曾都区校级期末)关于平衡力,下列说法正确的是(  )
A.物体只有在静止时受到的力才是平衡力
B.作用在一条直线上的两个力,大小相等,这两个力一定是平衡力
C.物体受到的拉力和重力大小相等,这两个力一定是平衡力
D.物体在平衡力的作用下,处于静止状态或匀速直线运动状态

【答案】D
【解析】A、物体在平衡力的作用下,也可能保持匀速直线运动状态,所以A错误;B、作用在一条直线上的两个力,大小相等,这两个力不一定是平衡力,不符合平衡力的条件,所以B错误;C、物体受到的拉力和重力大小相等,不满足是否同物、是否方向相反、是否共线,所以C错误;D、物体在平衡力的作用下,处于静止状态或匀速直线运动状态,所以D正确,故选D。
【总结升华】此题主要考查学生对平衡力的辨别,判断二力是否是平衡力可根据定义判断,也可根据平衡力的条件判断。
举一反三:
【变式1】 2010年温哥华冬奥会,我国速滑选手王濛打破世界记录,一人获得三枚金牌。有关王濛运动、领奖瞬间的说法错误的是
A.站在领奖台上,受到的重力与支持力是一对平衡力
B.站在领奖台上,受到的支持力与对领奖台的压力是一对平衡力
C.冲过终点后,由于惯性要继续向前滑行
D.用力向后蹬冰面 ,会向前滑行,原因是物体间力的作用是相互的
【答案】B

【变式2】(2019?太仓市校级模拟)手提水桶静止不动,属于平衡力的是(  )
A.手对桶的拉力和桶对地球的引力
B.桶对手的拉力和桶受的重力
C.桶受的重力和桶对地球的引力
D.手对桶的拉力和桶受的重力

【答案】D

类型二、知识应用
 
3、如图所示“悬空的磁环”活动中,假设甲、乙、丙三个磁环相同,中间塑料管是光滑的。当磁环都处于静止状态时,甲对乙的作用力F1和丙对乙的作用力F2的大小关系是(  )

A.F1小于F2 B.F1等于F2 C.F1大于F2 D.无法比较
【答案】A
【解析】对乙磁环进行受力分析:
乙磁环受到的向下的力有:竖直向下的重力G、甲对乙的作用力F1;向上的力只有丙对乙的作用力F2。
又因为乙磁环处于静止状态属于平衡状态,它受到合力为零,即F2=G+F1。所以F1小于F2。
【总结升华】比较力的大小,就要对物体进行受力分析,然后根据物体的状态确定力的大小关系。

举一反三:
【变式】 如图所示,一个小孩沿水平方向用力推静止在水平地面上的小汽车,但小车仍静止,则
A.小孩对车的推力大于车受到的阻力
B.小孩对车的推力等于车受到的阻力
C.小孩对车的推力小于车受到的阻力
D.小孩对车的推力与车受到的阻力的大小关系不能确定
【答案】B

4、用钢丝绳系着一个重500N的物体,
①当钢丝绳拉着物体匀速上升时,绳对物体的拉力是多少N?
②当钢丝绳拉着物体悬在空中静止不动时,绳对物体的拉力是多少N?
③当钢丝绳拉着物体以2m/s的速度匀速下降时,绳对物体的拉力是多少N?
【思路点拨】物体做匀速直线运动或静止时,所受到的力是平衡力,不用关心运动方向。
【答案与解析】①因为物体做匀速上升时,受到的拉力与重力是平衡力,所以F=G=500N;
②因为物体静止时,受到的拉力与重力是平衡力,所以F=G=500N;
③因为物体做匀速下降时,受到的拉力与重力是平衡力,所以F=G=500N。
【总结升华】匀速直线运动没有固定的方向,所以只有看到匀速直线运动或静止就可以得出平衡力的结论。

类型三、实验探究
5、某学生通过实验研究物体运动与受力的关系,在光滑水平桌面上放一小车,其两端通过细绳悬挂质量相等的两个钩码,物体静止,如图(a)所示,在同样受力的情况下,小车也可向左做匀速直线运动,如图b所示,当小车向左做匀速直线运动时,用手竖直向上托住左侧的钩码后,发现小车将继续向左运动一段距离,如图c所示。
  
  (1)分析比较图__________可得到物体受平衡力作用时,将静止或做匀速直线运动。
  (2)分析比较b、c可以得到_______________。
【思路点拨】(1)物体匀速直线运动或静止时受到平衡力的作用。平衡力的条件:大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在一个物体上。
(2)物体由于惯性要保持原来的运动状态。
【答案】(1) a、b  (2) 物体具有保持原有运动状态的性质。
【解析】根据a、b两图可知,小车在水平方向受到大小相等方向相反并作用在同一直线上的平衡力,在水平方向上保持静止或匀速直线运动状态。c图中物体受到一个与运动方向相反的力,但又向左运动了一段路程,表明物体具有保持原有运动状态的性质,即惯性。
【总结升华】本题是探究二力平衡条件的拓展,考查的知识点是物体在平衡力的作用下处于平衡状态 (匀速直线运动或静止)和物体的惯性。解答本题的关键是读懂图中所蕴涵的物理规律。
举一反三:
【变式】如图是一款利用电磁悬浮技术制作的没有“地轴”的地球仪,其原理是:将空心金属球放在通电的线圈上,电磁场在金属球表面产生涡流,涡流与磁场作用形成磁力,从而实现地球仪的悬空静止。地球仪悬空静止的原因是(  )

A、只受到磁力的作用
B、由于惯性的作用
C、没有受到重力的作用
D、磁场的磁力和重力相互平衡
【答案】D


【巩固练习】
一、填空题
1、二力平衡的条件是 。二力平衡时,它们的合力大小等于 ,物体在平衡力的作用下,将保持 状态或 状态。

2、(2019?铜仁市模拟)推动物理课本在小桌面上做匀速直线运动,物理课本共受 个力的作用,其中除推力和受到的摩擦力是一对平衡力之外,还有受到的 力和 力是一对平衡力。
3、重5 N的电灯,由灯绳吊着在竖直方向静止不动,电灯受 力和 力作用,施力物体分别是 和 ,这两个力的关系是 。

4、如图所示,当物体B重2N时,物体A恰能沿水平桌面向右匀速运动。欲使物体A沿桌面向左匀速运动,需对A施加水平向左的拉力________。(不计绳重和滑轮轴摩擦)


5、如图所示,放在水平面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系如图b所示,物体运动速度v与时间t的关系如图C所示,由图象可知,当t=1s时,物体受到的摩擦力为_____N,当t=5s时,物体受到的合力为__________N。
    

二、选择题
6、下列物体中,正在受平衡力作用的是
  A.正从地面腾空而起的火箭
  B.竖直向上抛出的石子
  C.沿光滑斜面滚下的小球
  D.在水平直路上匀速行驶的汽车

7、飞机降落后,在机场跑道上滑行,与起飞升空时比较它的惯性变小了,原因是:
  A.运动速度变小了
  B.高度降低了
  C.质量变小了
  D.阻力变大了

8、(2019?蓟县二模)一本物理书放在水平课桌上处于静止状态,属于一对平衡力的是(  )
A.书对桌面的压力和桌面对书的支持力
B.书受到的重力和桌面对书的支持力
C.课桌受到的重力和桌面对书的支持力
D.书受到的重力和书对桌面的压力
9、(2019?宜州市三模)如图所示,一块小磁铁吸附在竖直放置的磁性黑板表面,且沿着磁性黑板表面匀速下滑,磁铁与磁性黑板间存在着(  )
A.一对相互作用力 B.二对相互作用力
C.三对相互作用力 D.四对相互作用力


10、如图所示,用电线将电灯吊在天花板上,下述几对力中属于相互作用的是(  )

A.电灯对电线的拉力和电线对电灯的拉力
B.电线对电灯的拉力和电线对天花板的拉力
C.电灯受到的重力和电灯对电线的拉力
D.电灯受到的重力和电线对电灯的拉力

  11、A、B两个磁环先后套在光滑的木支架上,并使两磁环相对面的极性相同,此时可以看到上方的磁环A“悬浮”在空中,如图所示:设两磁环受到的重力相等且都为G,则磁环B对木支架底座的压力F和重力G的大小关系为:
A. 
  B. 
  C.
  D.

  12、一个人如何把一幅字画竖直地贴在墙上?方法:先将要贴的字画对折(竖着)再打开折痕竖直,然后在其上端按一图钉,此时字画可能在竖直面内摆动,待字画静止后,再拿图钉固定折痕的下端,最后用图钉将字画的四角固定好,这样字画就横平竖直地贴在墙上了。
  这是运用了:(  )
A 二力平衡  B 运动和力  C 惯性  D 大气压强

三、实验与简答题
13、李同学通过实验研究物体受力情况与运动状态之间的关系。他将一个小瓶挂在氢气球下,瓶内装入适量的水,如图(a)所示,瓶与水的总重为1牛,松手后,小瓶静止;接着他两次调整瓶内水的质量,如图(b)和(c)所示.松手后,小瓶分别向下、向上运动。他还用DIS设备测出小瓶每次受到的拉力大小都为1牛。请根据实验现象及相关条件,归纳得出初步结论。

(1)由图(a)可知: ;
(2)由图(b)和(c)可知: 。

14、下面描述了一实验小组用小车(如图所示)来“探究二力平衡的条件”的部分情景。请你根据情景回答问题。

把小车放在水平桌面上,两端小盘里加上等重的砝码,观察到小车静止不动。保持两盘里砝码重相等,把小车扭转一个角度,松手后,发现小车发生偏转。
从上述实验,可得出的结论是________________。

15、图中“中国结”的A点受到6 N竖直向上的拉力,在图中画出这个力的示意图。



【答案与解析】
1、【答案】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;0;静止;匀速直线运动。
【解析】此题主要考查对二力平衡的概念及其条件的理解和掌握。要明确:物体保持静止或匀速直线运动状态时,受到的一定是平衡力的作用。而这对平衡力一定是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,所以这两个力的合力为0。

2、【答案】四;重;支持
【解析】推动物理课本在小桌面上做匀速直线运动,物理课本共受四个力的作用,在水平方向上,推力的摩擦力大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在一条直线上是一对平衡力;在竖直方向上,重力和支持力大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在一条直线上,是一对平衡力,故答案为:四;重;支持。

3、【答案】重;拉;地球;灯绳;平衡力。
【解析】重5 N的电灯,由灯绳吊着在竖直方向静止不动,此时,电灯共受到两个力的作用,一个是地球对它竖直向下的吸引力,一个是灯绳对它竖直向上的拉力,根据二力平衡的条件:二力作用在同一个物体上,大小相等,方向相反,并且作用在同一条直线上,可以判断这两个力是一对平衡力。

4、【答案】4N

5、【答案】2,0
  【解析】由a图可知物体在水平方向受到2个力的作用,拉力F和摩擦力f,当t=1s时,由b图可F的大小为2N,由c图可知在t=1s时,物体的速度为0,此时物体静止不动,应受平衡力的作用,故f=F=2N;当t=5s时,F=4N,由c图可知,物体速度恒定不变,故仍受平衡力作用,而平衡力的合力为零。

6、【答案】D
  【解析】物体在平衡力的作用下处于平衡状态,火箭腾空而起,速度增大,运动状态改变,所以火箭受到的不是平衡力。石子抛出、沿斜面下滑的小球,运动状态改变,不受平衡力,而汽车做匀速直线运动,即处于平衡状态。所以此时汽车受平衡力。

7、【答案】C.
  【解析】惯性是物体本身的一种属性,惯性的大小仅与物体的质量有关,而与速度大小,受外力与否均无关,质量越大的物体惯性也越大,反之,质量越小,惯性越小,飞机在飞行过程中消耗了汽油,使飞机的总质量变小。因此,惯性变小。

8、【答案】B
【解析】A、书对桌面的压力和桌面对书的支持力,这两个力作用在两个物体上,是相互作用力,不是平衡力,不符合题意,B、书受到的重力和桌面对书的支持力满足平衡力的四个条件,是平衡力,符合题意,C、课桌受到的重力和桌面对书的支持力,这两个力作用在两个物体上,不是平衡力,不符合题意,D、书受到的重力和书对桌面的压力,这两个力作用在两个物体上,不是平衡力,不符合题意,故选B。
9、【答案】C
【解析】磁铁与磁性黑板间,以磁铁为研究对象,它共受到三个力的作用:①磁性黑板对它的支持力;②黑板对它的吸引力;③磁性黑板对它的摩擦力;由于力的作用是相互的,三个力各对应一个相互作用力,即:①磁性黑板对它的支持力和它对黑板的压力;②黑板对它的吸引力和它对黑板的吸引力;③磁性黑板对它向上的摩擦力和它对黑板向下的摩擦力.故磁铁受到三对相互作用力;故ABD错误;C正确;故选C。
10、【答案】A
【解析】此题主要考查了对相互作用力的理解,并且考查了相互作用力与平衡力的区别。相互作用力与平衡力是很容易混淆的概念,是一道很好的题目。

11、【答案】D
  【解析】A受一对平衡力,重力和磁环的排斥力,大小相等,方向相反;B受重力(竖直向下)、支持力(竖直向上)、磁环的排斥力(竖直向下),而B对木支架底座的压力F和木支架底座对B的支持力是作用力和反作用力,所以B对木支架底座的压力F=2G。

12、【答案】A
【解析】当字画上端被固定在竖直面内停止摆动时,它在竖直方向受到向下的重力和图钉对其向上的力,二力平衡,方向都在竖直方向上。

13、【答案】(1)当物体受力平衡时,运动状态不发生改变。
(2)当物体受力不平衡时,运动状态发生改变。
【解析】在a图中,小瓶和水受到的总重力为和拉力是一对平衡力,小瓶此时受到的合力为零,所以当物体受力平衡时,运动状态不发生改变。
从b图中可以看出,小瓶和水受到的总重力一定大于1N,拉力为1N,所以合力向下;c图中小瓶和水受到的总重力小于1N,合力向上,所以由图(b)和(c)可知:当物体受力不平衡时,运动状态发生改变。

14、【答案】二力平衡时,两个力作用在同一条直线上
【解析】把小车扭转一个角度,小车所受两个力不在一条直线上,此时小车发生偏转说明受力不平衡。对比小车静止时,两个力在一条直线上,可得出结论。

15、【答案】如图所示

【解析】拉力作用在“中国结”的A点上,且竖直向上。