第2节 力的平衡
第八章 力与运动
生活事例
一个力的作用效果=两个力的作用效果
对物体来说,大象的作用力和众人共同作用的力的 是相同的
类似的场景
很多人才能拖动的物体,一头大象就能拖动.
作用效果
一、合力
概念:如果一个力产生的效果跟两个力或几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫做那两个力的合力.
那两个力叫这个力的分力.
实验探究:同一直线上二力的合成
材料:
橡皮条一根、棉绳一根,弹簧测力计两个、刻度尺等。
分析:
两种情况:1.二个分力的方向相同,
求合力的大小和方向。
2.二个分力的方向不同,
求合力的大小和方向。
实验探究:同一直线上二力的合成
材料:
橡皮条一根、棉绳一根,弹簧测力计两个、刻度尺等。
步骤:
1.在水平桌面上(图a)将橡皮条一端固定,用两个弹簧测力计同时沿同一方向,将橡皮条的活动端拉到位置A,记录两个弹簧测力计的示数F1和F2 ;
2.再照图b,用一个弹簧测力计沿同一方向拉橡皮条的活动端,使它的活动端仍到达位置A,记下这时弹簧测力计的读数F;
a
b
A
A
3.比较F和F1+F2的大小。
实验结论:
在同一条直线上的两个力:
1.如果方向相同,合力大小等于两个力的大小之和,即F合=F1﹢F2
2.如果方向相反,合力大小等于两个力的大小之差,即F合=F1﹣F2
【想一想】
当物体不受外力作用时,能处于静止状态或匀速直线运动状态。
是否只有不受力的物体才能处于静止或匀速直线运动状态?
静止的电灯
匀速降落的运动员
匀速行驶的汽车
静止的杂技演员
G
F
G
F
G
N
牵引力
阻力
F
G
可见:物体在受到外力作用时,也可能保持静止状态或匀速直线运动状态。
二、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.平衡状态
匀速直线运动状态
静止状态
二力平衡:一个物体在两个力的作用下,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,则这两个力的平衡就称为二力平衡。
支持力
重力
支持力和重力是平衡力,书处于二力平衡状态。
阻力
重力
阻力和重力是平衡力,跳伞人处于二力平衡状态。
物体受两个力作用时,这两个力应该满足什么条件才
能保持平衡?
三、二力平衡的条件
实验探究
二力平衡的条件
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
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。
猜 想
实验方法
装置仍如上图,但在两边的绳套上挂等重的钩码。放开塑料板后,塑料板将 。
如图,在两边的绳套上挂不等重的钩码。放开塑料板,塑料板 。
滑向一边
保持平衡
实验一
实验二
实验一
实验二
在实验一和实验二中:
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
不相等
相反
在同一条直线上
改变
相等
相反
在同一条直线上
不改变
……
如图,在两边的绳套上挂等重的钩码,将塑料板稍向下移动,使两个拉力的方向成一定角度。放开塑料板,塑料板将 。
向上移动
实验三
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 。
转动
实验四
实验三
实验四
在实验三和实验四中:
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
相等
成一定角度
不在同一条直线上
改变
相等
相反
不在同一条直线上
改变
……
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
二力平衡条件
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。
简记:同体、等大、反向、共线。
三、二力平衡的条件
注意:判断两个力是不是一对平衡力 ---先判它们是否作用在 同一物体上
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
练一练
四、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
1.利用二力平衡条件求另一个力
F
G
=?
=100N
匀速直线下降
G
F
悬挂着的电灯
受平衡力作用处于静止状态
F=G
受平衡力作用
运动状态不改变
F
G
向上匀速:
F=G
向下匀速:
F=G
静止:
F=G
物体只受拉力和重力的作用
不是受平衡力作用
运动状态改变
F
G
向上加速:
向下加速:
F>G
物体不是受平衡力作用,运动状态改变。
物体受平衡力作用,运动状态不改变。
F<G
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
四、二力平衡条件的应用
2.根据受力情况判断运动状态
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,物体处于两状态,匀速或静止。
四、二力平衡条件的应用
3.利用二力平衡条件判断两个力是否平衡
例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)静止在桌面上的茶杯。
2)匀速运动的拖车。
C
例2:放在水平桌面上的木块处于静止状态,下列各对力中是平衡力的是 ( ) A、木块的重力和木块对桌面的压力 B、木块对桌面的压力和桌面对木块的支持力 C、木块的重力和桌面对木块的支持力 D、木块的重力和木块对地球的吸引力
平衡力与相互作用力的区别
大小相等
方向相反
作用在同一物体上
大小相等
方向相反
作用在相互作用的两个物体上
平衡力
相互作用力
平衡的两个力,如果撤掉其中一个力,不影响
另一个力的存在;而相互作用的两个力如果
撤掉其中一个力,另外一个力就不再存在了。
例如:
桌面上的书
平衡力
相互作用力
书受到的重力与
桌面对书的支持力
书对桌面的压力与
卓面对书的支持力
G
N
F
N
课堂小结
力的平衡
平衡状态
探究二力平衡的条件
静止
匀速直线运动
同体、等值、反向、共线
合力
几个力
一个力
效果相同
二力共线、反向:
F合=F1﹣F2
二力共线、同向:
F合=F1﹢F2