3.5 二力平衡
G
F
G
F浮
G
F浮
G
F
静止的电灯
静止的轮船
匀速上浮潜水艇
匀速降落的运动员
它们各处于怎样的状态?
它们分别受到哪些力的作用?
做匀速运动的小汽车
N
G
牵引力
阻力
一、力的平衡
1.物体在受到几个力的作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡。
只受两个力
二力平衡
2.静止状态和匀速直线运动状态又叫平衡状态。
二力平衡最简单。那么什么样的两个力才能使物体处于平衡状态呢?
实验
探究二力平衡条件
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
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。
结合四个实验:
实验
物体在水平方向所受二力的情况
运动状态是否改变
大小
方向
是否在一条直线上
一
不相等
相反
在同一条直线上
改变
二
相等
相反
在同一条直线上
不改变
三
相等
成一定角度
不在同一条直线上
改变
四
相等
相反
不在同一条直线上
改变
作用在同一物体上
大小相等
方向相反
作用在同一直线上
二力平衡条件
同体
等大
反向
共线
即: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
平衡力
运动状态不改变
G
向上匀速:
F拉=G
向下匀速:
F拉=G
静止:
F拉=G
一个物体只受拉力和重力的作用
F拉
G
G
F拉
非平衡力
运动状态改变
F
G
向上加速:
向下加速:
F>G
运动状态改变,一定有力作用在物体上,并且是不平衡的力。即合力不为0.
有平衡力作用在物体上,运动状态不改变;
F<G
G
F支
G
F浮
静止状态
——平衡状态
匀速上升运动状态
——平衡状态
G
F
吊灯
N
G
静止放在桌面上的书
G
F支
F牵
f
匀速行驶的汽车
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。(如果是受到的是平衡力,则力的作用效果相互抵消,相当于不受力。)
2. 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
1. 平衡状态和平衡力
同体、共线、反向、等大的两个力的合力为零
小 结
物体受力情况
物体运动情况
不受力
受平衡力
受非平衡力
静止状态
匀速直线
运动状态
运动状态发生改变
合力为0
力和运动的关系
运动状态不改变
例:下列情况,能表示二力平衡的是( )
为什么?
3牛
3牛
3牛
4牛
3牛
3牛
3牛
3牛
3牛
3牛
A
B
C
D
E
C
E
思考:
2、当物体受两个力作用时,在什么情况下,物体的运动状态会发生改变?
1、二力平衡条件对我们有什么用处?
三、二力平衡条件的应用
G
F
已知物体受力
已知物体状态
已知拉力大小
求重力大小
二力平衡条件
一辆小车受到50 N的拉力和30 N的阻力,车怎样运动?
v
G
N
F1=50 N
F2=30 N
已知物体受力
二力平衡条件
物体运动状态
巩固练习
1.下列情况,两力平衡了吗?为什么?
F1=5 N
F2=5 N
A
F1=3 N
F2=5 N
B
F1=5 N
F2=5 N
C
F1=5 N
F2=5 N
D
2.起重机以1 m/s的速度匀速吊起一个重物,钢丝绳对重物的拉力是6 000 N。若起重机吊着这个物体以2 m/s的速度匀速下降,这时钢丝绳对重物的拉力是( )。
A、12 000 N B、6 000 N
C、3 000 N D、无法判定
B
3.物理书放在水平桌面上,下列属于平衡力的是( )。
A.物理书所受的重力与物理书对桌面的压力
B.物理书对桌面的压力与桌面对物理书的支持力
C.物理所受的重力与地面对桌子的支持力
D.物理书所受的重力与桌面对物理书的支持力
G
F
D
摩擦力
感受摩擦力
试一试
1、手平放在桌面上,用力推,使手在桌面上运动,感受有没有一个阻碍手运动的力?
2、?手平放在桌面上,用力推,保持手不动,感受有没有一个阻碍手运动的力?
3、?手平放在桌面上,不用力推,保持手不动,感受有没有一个阻碍手运动的力?
一、摩擦力
1 定义:两个互相接触的物体,当它们要发生或已发生相对运动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫做摩擦力
2符号:f
摩擦力的定义
3 分类:1)滑动摩擦 2)滚动摩擦 3)静摩擦
摩擦力产生的条件及三要素
摩擦力产生的条件
(1)两个物体要相互接触
(2)两物体要做相对运动或要做相对运动的趋势
摩擦力方向
跟物体的相对运动方向相反
摩擦力的作用点
在物体的接触面上
F
B
f
f
A
v
实验探究:摩擦力的大小与什么因素有关
(1)提出问题:摩擦力的大小与什么因素有关
(2)作出猜想
猜测1:摩擦力的大小可能跟接触面的粗糙程度有关?
1
猜测3:摩擦力的大小可能跟接触面积的大小有关
3
猜测2:摩擦力的大小可能跟压力的大小有关?
2
实验的要求及注意事项:
第一点:第一组探究猜想一,第二组探究猜想二,第三组探究猜想三,四人共一套实验器材,实验时间5分钟内完成,完成本组的后可进行其它猜想的验证。
第二点:在进行实验之前,小组之内可先进行互相讨论设计出最适合你们本组的最佳实验方案,然后安照探究报告上面的各项步骤逐项进行,实验之前本小组内要先按排好本组人员谁负责操作实验,谁当助手,谁负责记录数据,要求既有分工又有合作,实验完成要求填写探究报告,然后对所得的数据小组内进行分析讨论,最后得出结论。
第三点:对于接触面积和压力大小及摩擦力的大小测量不必测出具体数据,只要求说出大或较小、最小或相同即可。
第四点:全部实验完成后,每组请两名代表到讲台,按探究报告上说出本组的实验方案及展示本组的实验过程,每组展示时间2分钟下面的同学请认真观察,看看哪组的实验方案与大屏幕上老师所设计的方案更接近或者比老师设计的方案更好,最后我们评出一组作为最佳实验设计优胜奖。
实验探究:摩擦力的大小与什么因素有关
实验结论:
结论:摩擦力的大小跟作用在物体表面的压力和接触面的
粗糙程度有关,在压力一定的情况下,接触面越粗糙,摩擦力越大;在接触面粗糙程度相同的情况下,压力越大,摩擦力越大.
评估交流:
回想一下,在实验过程中还存在哪些不足之处?怎样弥补不足?拉木块是否做到了匀速?测力计的示数是否稳定?怎样进一步改进,能减小误差,让所测得的数据更加可靠。
增大有益摩擦与减小有害摩擦的方法
增大有益摩擦的方法:
请同学们观看一段视频,要求看完后互相讨论总结出增大有益摩擦与减小有害摩擦的方法:
(1)增大接触面的粗糙程度
(2)增大压力
减小有害摩擦的方法:
(1)减小接触面的粗糙程度
(2)减小压力
(3)用滚动摩擦代替滑动摩擦
(4)使接触面彼此分开例如加润滑济
谢 谢!