8.2 二力平衡—2020-2021学年人教版八年级物理下册课件（57张PPT）

(共57张PPT)
第2节
二力平衡
R·八年级下册
学习目标
1.知道什么是二力平衡及二力平衡的条件。
2.知道物体在平衡力作用下将保持匀速直线运动状态或静止状态。
3.能判断物体是否处于平衡状态，并能分析哪两个力是一对平衡力。
课前自学准备
课标要求
1.平衡状态：物体受到几个力作用时，如果保持
状态或
状态，我们就说这个物体处于平衡状态；使物体处于
的两个力（或多个力）称为平衡力。
2.二力平衡条件：作用在
物体上的两个力，如果大小
、方向
，并且作用在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。
3.物体受到的一对平衡力
（填“能”或“不能”）改变物体的运动状态。
静止
课前自学准备
预习检测
匀速直线运动
平衡状态
同一
相等
相反
不能
课堂教学展示
新课导入
当甲、乙两位同学在门里、门外（同一位置，用力方向相反）推门时，如果要门保持静止不动，需要满足什么条件?
平衡状态下力与运动的关系
知识点一
当物体处在平衡状态时，受到的力是平衡力。平衡状态是指静止状态、匀速直线运动状态。也就是说当物体处在静止状态或匀速直线运动状态时，物体不受力或受到平衡力的作用。
课堂教学展示
进行新课
G
F
静止的花瓶
匀速行驶的汽车
G
F
静止的电灯
G
F
F’
f
请大家观察桌面上的书，挂在天花板上的电灯，平直公路上匀速行驶的汽车，分析它们的运动状态和受力情况.
由此可见，物体在平衡状态下，要么不受力，要么受平衡力。反过来，当物体不受力或受平衡力时，就总保持静止状态或匀速直线运动状态。
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。
例题1.下列情况是否是平衡状态：
小孩荡秋千
雨点匀速竖直下落
课桌上静止的笔盒
正在行走的秒针
水平匀速飞行的飞机
√
√
√
×
×
静止状态或匀速直线运动状态——平衡状态
二力平衡的条件和应用
知识点二
1.二力平衡的条件
如果处于平衡状态下的物体只受两个力作用，这两个力满足什么条件才能平衡呢？
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
探究二力平衡条件
a.在小车左端挂一个钩码，右端挂两个钩码（使两托盘里的砝码质量不相等），
b.在小车左右两边各挂一个钩码（使两托盘里的砝码质量相等），
c.在b的基础上转动小车，使小车在水平桌面上旋转一个角度（使小车受到的力不在同一直线上）
请你来做，能否使小车在受两力时保持静止平衡状态
实验
探究二力平衡条件
结论：小车受到大小相等、方向相反，并且在同一直线上的两个力，原来静止的小车仍保持静止状态。
实验中对于实验现象还有什么力的影响吗？如何减小这种影响
小车运动受摩擦阻力
作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡，这两个力称为一对平衡力。
归纳
二力平衡的条件：
彼此平衡
平衡力
简记：同体、等值、反向、共线
例题2、下图中，二力能平衡的是（
）
5牛
5牛
3牛
3牛
2牛
2牛
2牛
2牛
（A）
（B）
（C）
（D）
B
同体、等值、反向、共线
2.二力平衡条件的应用
①根据物体处于静止状态，或匀速直线运动状态，可以分析出作用在物体上的力的大小和方向；
平衡状态
受两力等大反向共线
②根据物体的受力情况判断物体的运动状态。
受两力等大反向共线
平衡状态
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
弹簧静止时G=F
匀速拉动弹簧，弹簧匀速直线运动时G=F
弹簧测重力的原理
f
G
=?
=1000N
匀速直线下降
f=G=1000N
方向向上
二力平衡的应用
1.求力的大小
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
2.判断运动状态
平衡力与相互作用力
知识点三
力总是成对出现的，把其中的一个力叫作用力，另一个力叫反作用力，作用力与反作用力是一对相互作用力。
那么相互作用力与平衡力有什么区别呢？
以放在桌面静止的书为例进行分析比较。
一对平衡力：
书受到的重力G与桌面对书的支持力F。
一对相互作用力：
桌面对书的支持力F与书对桌面的压力F′。
例题3、将一本物理书放在水平桌面上，当书静止时，书受到的平衡力是(
)
A.书受到的重力和书对桌面的压力。
B.书受到的重力和桌面对书的支持力
C.书对桌面的压力和桌面对书的支持力
D.桌子受到的重力和书对桌面的压力
B
1.如图所示，悬挂在树枝上的苹果静止不动，苹果受到
力和
力作用，它们
平衡力，苹果
处于平衡状态。（后两空均选填“是”或“不是”）
知识点1
平衡状态下力与运动的关系
课堂教学展示
随堂演练
重
拉
是
是
2、起重机的钢丝绳上系着一个重G
的物体，绳子的拉力为F，则
（
）
A．物体静止时，F=G
B．物体的0.1米/秒匀速上升时，F?G
?????????
C．物体以0.2米/秒匀速上升时，F?G
????????
D．物体匀速下降时，F?G
?????????
A
3.在“探究二力平衡条件”的活动中，主要是通过探究力对物体的作用效果来实现探究目的的。如图所示是可供选择的两种探究方案。
知识点2
二力平衡的条件和应用
（1）图a的探究方案中研究对象是小卡片，图b的探究方案中研究对象是_________；
（2）小明选择了图a所示的探究方案。他将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮后，就在两线端挂上钩码。这是用于探究两个力的_______和_______对物体平衡的影响；
小车
大小
方向
（4）两个探究方案相比较，你认为哪个方案的探究过程对实验结论的影响小一些？为什么？
a方案的探究过程对实验结论的影响小些，因为小卡片的重力可忽略不计，它只受两个拉力的作用（或b方案中要受到阻力的影响）
（3）探究中还要求要把小卡片转过一个角度，再松手。目的是用于探究不在____________上的两个力对物体平衡的影响。
同一条直线
解析：图b中研究的对象是小车，观察小车在受到水平方向的两个拉力（忽略小车与木板之间的摩擦阻力的理想情况）作用下的运动状态时，如果小车做匀速直线运动，那么小车受到的是平衡力。由于实际当中，小车要受到阻力，所以两边所挂钩码的质量略有差别。图a研究的是小卡片，由于小卡片的质量很小，所以它的重力可忽略不计，因此可不考虑竖直方向的受力，仅仅只考虑水平方向的受力，因此a实验效果更明显。
知识点3
平衡力与相互作用力
4.长方体木箱放在水平地面上，木箱上放一木块，则下列分析正确的是（
）
A．木箱受到的重力和地面对木箱的支持力是一对平衡力
B．木箱对木块的支持力和木块对木箱的压力是一对平衡力
C．木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对相互作用力
D．地面对木箱的支持力和木块对木箱的压力是一对相互作用力
×
×
√
C
×
课堂教学展示
课堂小结
二力平衡
平衡状态：
①静止
②匀速直线运动
条件：同体
等值
反向
共线
应用：
①根据物体的平衡状态，分析作用力；②根据物体受力情况判断物体的运动状态
平衡力与相互作用力的关系：
5.实验室常用的弹簧秤如图甲所示，弹簧的一端与连接有挂钩的拉杆相连，另一端固定在外壳上的O点，外壳上固定一个圆环，整个外壳重为G，弹簧和拉杆的质量忽略不计。现将该弹簧秤以图乙和丙的两种方式固定在地面上，并分别用同样的力F0（F0>G）竖直向上拉弹簧秤，则稳定后弹簧秤的读数分别为（
）
拓展延伸
A.乙图读数为F0-G,丙图读数为F0+G
B.乙图读数为F0+G，丙图读数为F0-G
C.乙图读数为F0，丙图读数为F0-G
D.乙图读数为F0-G，丙图读数为F0
√
D
图乙中，圆环受三个力的作用处于平衡状态：拉力F0、外壳对圆环向下的拉力F1（其中F1=G）、弹簧对圆环向下的拉力F，则F=F0-G；图丙中，对挂钩进行受力分析：挂钩受弹簧向下的拉力F和向上的拉力F0，二力平衡。
1.在图8.2-4中，F1和F2是物体所受的方向相反的两个力，哪些情况下，这两个力是平衡的？
（见教材P22动手动脑学物理）
课后反馈总结
习题解答
2.在平直的地面上，一个人沿水平方向用20N的力推一辆小车匀速向西运动，试画出小车所受阻力的大小和方向。
解答：
物体做匀速直线运动，受两个力，所以由二力平衡条件
受阻力f=F=20N，方向向东
f＝20Ｎ
Ｆ＝20Ｎ
3.质量40kg的小船静止在水面，它除了受到重力之外，还受到另一个力的作用，这个力的大小等于多少？方向如何？试着画出小船受力的示意图。
解答：还受到水的浮力的作用，由二力平衡有（如图）
受浮力F=G=mg=40kg
9.8N/kg=392N，
方向竖直向上
第2节　二力平衡
一、平衡状态
1.定义:物体受到几个力作用时,如果保持　
状态或　
　状态,我们就说这几个力相互平衡,物体处于　
　状态.?
2.理解：
1.物体处于平衡状态也是物体运动状态不变也是稳定状态
2.静止状态或匀速直线运动都是以地面为参照物
3.受平衡力也说所有力的共同作用效果等于0，即合力为0
静止
匀速直线运动
平衡
二、二力平衡的条件及其应用
1.条件:作用在　
　上的两个力,如果大小　
　,方向　
,
并且作用在　
　,这两个力就彼此平衡.?
简记
同体
等大
反向
共线
2.应用:
平衡状态
受力等大反向共线
3.应用举例：用弹簧测力计测量物体所受的重力时,就应用
了　
　.这时物体所受的重力和弹簧测力计对它
的拉力大小　
,方向　
,作用在　
.?
悬挂法或支撑法找物体重心
同一物体
相等
相反
同一条直线上
二力平衡条件
相等
相反
同一条直线上
C
专题　“二力平衡”实验
平衡
拉力
重力
拉力
BAC
摩擦力
远小于
知识点1　力的平衡
1.在下列实例中,受平衡力作用的物体是(　
　)
A.正在圆形轨道上运动的过山车
B.减速进站的火车
C.腾空而起正在加速上升的火箭
D.在马路上匀速直线行驶的汽车
D
判断平衡状态
知识点2　探究二力平衡的条件
2.如图所示,放手后纸片不能保持静止,这样的操作是为了探究物体在平衡状态下所受的两个力(　
　)
A.大小是否相等
B.方向是否相反
C.是否作用在同一物体上
D.是否作用在同一直线上
D
(1)将卡片上的两根线跨放在支架的滑轮上,并在两个线端分别挂上钩码,使作用在卡片上的两个拉力方向相反,且在一条直线上.当卡片平衡时,从钩码质量看,卡片两边所受的拉力　
　.?
(2)为观察不在同一直线上的两个力是否能平衡,可用手将卡片
　
　,释放时观察其是否保持平衡.?
(3)在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,并观察随之发生的现象.由此可以得到二力平衡的又一个条件是　
　.?
(4)该实验在选择卡片时,选用较轻卡片的目的是　
　.?
相等
旋转一个角度
作用在同一个物体上
卡片重力可忽略
3.利用如图所示器材“探究二力平衡的条件”.
知识点3　二力平衡的条件及应用
4.如图所示,F1等于F2,下列各对力中不属于二力平衡的是(　
　)
5.如图所示,一只蚂蚁举起一个重为0.005
N的砝码.当砝码处于静止状态时,蚂蚁对砝码的支持力(　
　)
A.大于0.005
N
B.等于0.005
N
C.小于0.005
N
D.不断增加V
A
B
同体
等大
反向
共线
6.关于平衡力和相互作用力,下列说法正确的是(　
　)
A.物体受平衡力作用时,运动状态可能会改变
B.静止在地面上的物体所受的重力和它对地面的压力是一对相互作用力
C.拔河比赛中甲队获胜,但比赛中甲队对乙队的拉力等于乙队对甲队的拉力
D.跳水运动员蹬跳板时,他对跳板的力和跳板对他的力是一对平衡力
7.如图是2018年4月8日在溱湖湿地公园展示的“水上飞人”极限运动.人利用脚上装置喷水产生的动力,可以实现在水面之上腾空而起;通过手动控制的喷嘴,用于稳定空中飞行姿态.若人和喷水装置的总质量为150
kg,人在空中静止时所受动力大小是　
　N(g取10
N/kg),方向是　
　.
“水上飞人”欲向左侧飞行,应将手动控制的喷嘴朝向　
　(选填“左侧”或“右侧”)喷水.?
C
1
500
竖直向上
右侧
1.如图所示是甲、乙两个物体在某段时间内的路程—时间图象.下列说法中正确的是(　
　)
A.两物体都受平衡力作用
B.两物体都受非平衡力作用
C.甲受平衡力作用,乙受非平衡力作用
D.甲受非平衡力作用,乙受平衡力作用
A
由路程图像判断物体的运动状态
2.(2018天津)如图所示,用线将灯悬挂在天花板上.当灯静止时,灯所受拉力的平衡力是(　
　)
A.线所受的重力
B.灯所受的重力
C.灯对线的拉力
D.线对天花板的拉力
3.关于平衡力,下列说法正确的是(　
　)
A.物体在平衡力作用下一定保持静止状态
B.作用在物体上的两个力三要素完全相同,这两个力一定是平衡力
C.物体受到重力和拉力的作用,这两个力方向相反,它们一定是平衡力
D.运动的物体在平衡力作用下,一定保持匀速直线运动状态
B
D
同体
等大
反向
共线
4.如图所示是从人们向空中抛出实心球到实心球落地而停止运动的场景.下列情况中实心球受到平衡力作用的是(　
　)
A.实心球在空中上升
B.实心球从空中下落
C.实心球在地上越滚越慢
D.实心球停在地上
D
判断平衡状态
5.(2018枣庄)如图所示,小丽用力F把一木块压在竖直墙面上静止,现有以下受力分析:
①小丽对木块的压力F和墙对木块的弹力是一对平衡力
②小丽对木块的压力F和木块的重力是一对平衡力
③木块受到的摩擦力和木块的重力是一对平衡力
④小丽对木块的压力F和木块对小丽的弹力是一对平衡力
上述受力分析正确的是(　
　)
A.只有①正确
B.只有④正确
C.只有①③正确
D.只有③④正确
C
同体
等大
反向
共线
6.(2018黄冈月考)如图所示,甲、乙两物体在水平桌面上处于静止状态,关于它们受力的说法正确的是(　
　)
A.甲对乙的压力与桌面对乙的支持力是一对相互作用力
B.乙物体受到甲、乙两物体的重力和桌面的支持力
C.乙物体受到的重力与桌面的支持力是一对平衡力
D.乙物体受到重力、甲物体的压力和桌面的支持力
7.载有20
t救灾货物的汽车沿高速公路匀速向西行驶,汽车的水平牵引力是2.5
×104
N,则汽车在水平方向上受到的阻力是　
　
N,方向　
　.?
D
2.5×104
水平向东
8.如图(甲)(乙)所示,某小组同学以硬纸板为研究对象,利用弹簧测力计、细线等器材进行实验,该小组同学是在做“探究　
　”实验.按图(甲)所示进行实验操作时,应在硬纸板处于　
　状态下读取测力计的示数;按图(乙)所示进行实验操作时,放开硬纸板前,应使两测力计的示数　
　,两细线对硬纸板拉力的方向　
　.?
二力平衡的条件
静止
相等
相反
9.如图所示,三个质量相同的物体分别受到竖直向上的拉力作用,处于不同的状态:甲静止,乙以5
m/s的速度向上做匀速直线运动,丙以5
m/s的速度向下做匀速直线运动.则F甲,F乙,F丙的大小关系是(　
　)
A.F甲=F乙=F丙
B.F甲C.F乙>F甲>F丙
D.F丙>F甲>F乙
A
由平衡状态判断受平衡力
10.如图所示是两人乘坐双人动力滑翔伞正在空中水平匀速直线飞行,设O点为整个装置(包括人)的重心,图中已画出整个装置所受重力,请在图中用力的示意图将整个装置所受的力补画完整,并用相关字母表示出这些力.
知识点1　平衡状态
1.如果物体受到几个力的作用时,物体处于静止状态或　匀速直线　运动状态,我们就说这几个力　相互平衡　,此时物体处于平衡状态。处于平衡状态的物体运动状态　不变　(
选填“改变”或“不变”
)。?
2.下列物体处于平衡状态的是(
D
)
A.正从地面腾空而起的火箭
B.竖直向上抛出的石子
C.沿光滑斜坡滚下的小球
D.在水平直路上匀速行驶的汽车
知识点2　二力平衡的条件
3.下列物体受力示意图中,物体处于平衡状态的是(
C
)
4.一个物体同时受到两个力的作用,这两个力的三要素完全相同,那么这两个力(
A
)
A.一定不是平衡力
B.可能是平衡力
C.一定是平衡力
D.无法判断
同体
等大
反向
共线
5.如图为探究二力平衡条件的实验装置,若此时纸板保持静止,下列操作中仍能使纸板保持静止的是(
B
)
A.将纸板转动一个角度后释放
B.同时在两边的盘子中增加相同的砝码
C.将纸板沿垂直拉力的方向移动一段距离后释放
D.左边的盘子里再加一个砝码,而右边的盘子不增加砝码
知识点3　二力平衡条件的应用
6.一只静止在树枝上的布谷鸟,它受到的力　是　(
选填“是”或“不是”
)平衡力;若布谷鸟的质量为0.1
kg,则树枝对它的支持力是　1　N(
g=10
N/kg
)。?
7.一本物理书静止在水平桌面上,下列各对力中属于平衡力的是(
B
)
A.书对地球的引力和地球对书的引力
B.书受到的重力和桌面对书的支持力
C.书对桌面的压力和书受到的重力
D.书对桌面的压力和桌面对书的支持力
画受力分析图
8.某高空跳伞运动员,体重为500
N,降落伞重250
N。若跳伞运动员以5
m/s的速度匀速下落时,降落伞绳子的拉力为　500　N;若调整降落伞,使降落伞和跳伞运动员以3
m/s的速度匀速下落,此时空气对他和降落伞的阻力为　750　N;若他快要到地面时,让降落伞和他一起减速运动,此时空气阻力　大于　(
选填“大于”“小于”或“等于”
)750
N。
9.起重机提吊货物时,货物所受重力G和拉力T之间的关系是(
D
)
A.货物匀速上升时,T>G
B.货物匀速下降时,TC.只有当货物静止时,T=G
D.不论货物匀速上升、匀速下降或静止时,T=G
10.如图所示,民警正脚踏“风火轮”执勤。其实,民警们用的是名为“T-robot”的机器人代步工具。民警脚踏底座,手推操纵柄,依靠自身重心的偏移,就可控制机器人向任何方向前进,还能原地转弯,即使在人潮拥挤的步行街也能畅通无阻。下列说法正确的是(
C
)
A.民警站在“风火轮”上静止时,“风火轮”受到的重力和地面对它的
支持力是一对平衡力
B.遇到紧急情况时,“风火轮”不能马上停下,是因为一切物体都要
受到惯性的作用
C.当民警脚踏“风火轮”匀速直线行驶时,以运动的“风火轮”为参照
物,该民警是静止的,民警受到的重力和“风火轮”对他的支持力是一
对平衡力
D.当民警脚踏“风火轮”原地匀速转弯时,民警的运动状态保持不变
11.如图所示,四旋翼无人机下方用细线悬挂一个重物,不考虑空气阻力,则无人机在空中(
B
)
A.悬停时,重物受到的重力与它对细线的拉力是一对平衡力
B.加速上升时,细线对重物的拉力大于重物所受的重力
C.匀速下降时,重物所受的重力大于细线对重物的拉力
D.水平匀速飞行时,悬挂重物的细线会偏离竖直方向
12.如果物体在光滑水平面上做匀速直线运动,并且在水平方向上只受两个力的作用。下列说法中错误的(
B
)
A.这两个力一定是一对平衡力
B.若撤去其中一个力,物体将静止下来
C.若同时撤去这两个力,物体的运动状态保持不变
D.若在水平方向上再加一个力,物体的运动状态一定会改变
13.小刚在探究“二力平衡条件”的实验中,设计组装的实验装置如图所示。
(
1
)老师指出实验桌面越光滑越好,其目的是　减小阻力对实验的影响　;?
(
2
)小刚在细线的两端挂上钩码,并通过调整　钩码数量　来改变拉力的大小。当左、右细线挂的钩码数量不等时,小车会向拉力较大的方向加速运动,只有当两端钩码数量相等时,即小车受到向左和向右的拉力相等时,小车才会保持静止,这两个现象说明平衡的两个力要满足:①　大小相等　;②　方向相反　;?
(
3
)当小车平衡时,小刚用手将小车紧贴桌面顺时针扭转一个角度,松手后小车　不能　(
选填“能”或“不能”
)平衡,观察到小车逆时针转动,恢复到原来位置处于静止状态,设计这个步骤的目的是为了探究　不在同一直线上的两个力能否平衡　。?
、
14.在“探究二力平衡的条件”实验中,小明选择了
如图的装置,让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　不考虑　(
选填“考虑”或“不考虑”
)小卡片的重力;
探究两个力的大小关系时,应该观察并比较　两边所挂钩码的个数及小卡片的运动状态　;?
(
2
)为了探究相互平衡的两个力是否在同一条直线上,进行如下操作:　旋转　(
选填“挤压”“翻转”或“旋转”
)小卡片,松手后观察小卡片是否平衡;?
(
3
)在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,并观察随之发生的现象。由此可以得到二力平衡的又一个条件是　作用在同一物体上　;?
(
4
)如果完全忽略摩擦等因素的影响,用手指水平向右轻弹一下原本静止在滑轮之间某处的小卡片(
钩码始终不着地
),则小卡片离开手指后将做　匀速　(
选填“加速”“减速”或“匀速”
)直线运动,直至碰上右侧的滑轮。?