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3.5 二力平衡的條件
學習指要
一、知識要點
1．二力平衡
一個物體在兩個力的作用下，如果保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，我們就說這兩個力互相平衡。
2．二力平衡的條件
作用在一個物體上的兩個力，如果大小相等，方向相反，并且作用在同一條直線上，這兩個力就互相平衡。也可概括成“同物、同線、等大、反向”八個字。21*cnjy*com
二、重要提示
1．力與運動狀態的關系
力
運動狀態
物體不受外力的作用
勻速直線運動狀態或靜止狀態
物體受平衡力的作用
勻速直線運動狀態或靜止狀態
物體受非平衡力的作用
運動狀態發生改變
2．平衡力和相互作用力的區別
平衡力
相互作用力
作用點
同一物體
不同的兩個物體
方向
相反
相反
大小
相等
相等
作用效果
處于靜止或勻速直線運動狀態
改變或不改變運動狀態
力的變化
一個力變化，另一個力不一定變化
同時產生、同時變化、同時消失
科學廣場
為什么走鋼絲要擺動雙臂
走鋼絲是我國具有悠久歷史的雜技表演之一，看過表演的人都會贊嘆表演者的精湛技藝。
雜技演員踩在細細的鋼絲上，可謂毫無“立足之地”，但他們卻能在鋼絲上如履平地，靈活地表演出各種驚險和優美的動作，不時贏得觀眾們的陣陣掌聲。雜技演員走鋼絲時，為什么不會摔下來呢?我們知道，不管什么物體，如果要保持平衡，物體的重力作用線(通過重心的豎直線)必須通過支撐面(物體與起支持作用的物體的接觸面)，如果重力作用線不通過支撐面，物體就要倒下。
根據物體平衡的條件，這就要走鋼絲的演員始終使自己身體的重力作用線通過支撐面——鋼絲。由于鋼絲很細，對人的支撐面極小，一般人很難讓身體的重力作用線恰好落在鋼絲上，因此隨時會倒。雜技演員走鋼絲時，會伸開雙臂，左右擺動，這樣是為了調節身體的重心，將身體的重力作用線調整到鋼絲上，使身體重新恢復平衡。平時，我們也有這樣的體驗：當身體晃動即將倒下時，我們會立即擺動雙臂使身體重新站穩。這時，我們也是靠擺動雙臂來調節身體平衡的。
有的雜技演員在表演走鋼絲時，手里還拿著一根長長的竹竿，或者是雨傘等其他東西。你可千萬別以為這些東西是表演者多余的負擔，恰恰相反，這些是表演者平衡身體的工具，它們起到了延長手臂的作用。21*cnjy*com
解題指導21*cnjy*com
【例l】如圖3.5—1所示，彈簧自重不計，上端固定在天花板上，下端懸掛一個小球，處于靜止狀態，下列幾種說法中屬于相互平衡的力的是 ( )
A．天花板對彈簧的拉力和彈簧對天花板的拉力
B．球對彈簧的拉力和彈簧對球的拉力21*cnjy*com
C．彈簧對球的拉力和球受到的重力21*cnjy*com
D．球對彈簧的拉力和球受到的重力21*cnjy*com
【解析】二力平衡必須是兩個力作用在同一物體上，而天花板對彈簧的拉力作用在彈簧上，彈簧對天花板的拉力作用在天花板上，此二力沒有作用在同一物體上，所以不是平衡力，A錯；球對彈簧的拉力作用在彈簧上，彈簧對球的拉力作用在球上，此二力沒有作用在同一物體上，所以不是平衡力，B錯；彈簧對球的拉力作用在球上，且方向豎直向上，球受到的重力作用在球上，且方向豎直向下，此二力是平衡力，C對D也是二力沒有作用在同一物體上，D錯。21*cnjy*com
【答案】C21*cnjy*com
【例2】在水平桌面上有一個物體，當小明用500牛的力向右沿水平方向推該物體時，物體靜止不動。則該物體所受到的阻力 ( )
A．小于500牛 B．等于500牛
C．大于500牛 D．不能確定
【解析】 由題意可知物體處于靜止狀態，也就是平衡狀態。對物體進行受力分析，如圖3.5—2所示，物體在水平方向上受向右的推力F和向左的阻力f的作用，因為物體處于平衡狀態，也就是二力平衡，兩個力是一對平衡力，所以這兩個力必然大小相等。
【答案】B
同步訓練 A組
1．下列圖中所畫的兩個力彼此平衡的是 ( )
2．在實驗中經常會出現實驗現象與理論的“不配合”，理性思考這些現象有助于提高我們的科學素養。
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(1)如圖是研究二力平衡的實驗裝置，此時小車保持靜止。若在右盤中再加入一個較小的砝碼，小車理應向右運動，但實際操作時小車往往仍保持靜止。你認為出現這種現象的原因是
_______________________________。
(2)當實驗現象與理論之間出現“不配合”時，可取的做法是 ( )
A．否定相應的理論
B．放棄實驗，直接認同相應的理論
C．查閱資料，了解理論的適用條件
3． 一個重500牛的物體，當受到500牛豎直向上的拉力時(不計空氣阻力)，該物體 ( )
A．一定處于靜止狀態21*cnjy*com
B．一定處于勻速上升狀態21*cnjy*com
C．一定處于勻速下降狀態21*cnjy*com
D．以上三種狀態都有可能21*cnjy*com
4．如圖所示，三個質量相同的物體分別受到豎直向上的拉力作用，處于不同的狀態：甲靜止，乙以5米/秒的速度向上做勻速直線運動，丙以5米/秒的速度向下做勻速直線運動。F甲、F乙、F丙的大小關系是 ( )
A．F甲=F乙=F丙 B．F甲＜F乙＜F丙 C．F乙＞F甲＞F丙 D．F丙＞F甲＞F乙
5．下圖是利用每秒閃光l0次的照相裝置拍攝到的四個物體運動的閃光照片(圖中的黑點表示物體)。其中可能受到平衡力作用的物體是 ( )
6．一個物體受到兩個力的作用，且這兩個力的三要素完全相同，則這兩個力 ( )
A．一定是平衡力 B．一定不是平衡力
C．可能是平衡力 D．都有可能
7．如圖所示，一個重為20牛的物塊，在F=25牛的壓力作用下，緊貼墻壁勻速下滑，則物塊受到墻壁的阻力的方向和大小分別為 ( )
A．豎直向下；大小為20牛
B．豎直向上；大小為20牛
C．豎直向上；大小為25牛21*cnjy*com
D．水平向左；大小為25牛21*cnjy*com
8．下列物體中，受力不平衡的是 ( )
9．如圖甲所示，放在水平地面上的物體，受到方向不變的水平拉力F的作用，F的大小與時間t的關系如圖乙所示，物體的運動速度v與時間t的關系如圖丙所示。由圖象可知，當t=1秒時，物體處于_______狀態；當t=5秒時。物體受到的阻力為_______牛。
同步訓練 B組
10．下列關于排球練習時的情景分析正確的址 ( )
A．排球離開手后還能繼續向上運動是由于受到慣性的作用
B．在擊打排球過程中人對排球的力與排球的重力是一對平衡力
C．手擊打排球的力大于排球對手的作用力
D．排球上升到最高點時受力不平衡
11．如圖是小明在玩過山車時的情景。下列對此過程中小明的狀況敘述正確的是 （ ）
A．質量不斷改變
B．運動方向不變
C．受到重力的方向始終豎直向下
D．在運動中始終處于二力平衡狀態
12．在探究“二力平衡條件”的實驗中。請回答問題：
(1)甲、乙兩組同學分別選擇器材后，設計組裝的實驗裝置如圖①所示。老師指出乙組同學選擇的器材更加合理，其原因是：___________________。
(2)在探究力的大小對二力平衡的影響時，利用了定滑輪能夠改變力的方向的特點，并通過 調整________來改變F1和F2的大小。
(3)保持F1和F2相等，用手將小車扭轉到圖②中的位置，松手后，小車將無法在此位置平衡。實驗中設計這一步驟的目的是為了探究二力平衡時，兩個力必須滿足哪個條件?________。
參考答案21*cnjy*com
3．5 二力平衡的條件
1．C 2．(1)小車與桌面之間存在摩擦 (2)C 3．D 4．A 5．D 6．B 7．B 8．D 9．靜止 4 10．D ll．C l2．(1)小車與桌面間的摩擦較小，可以忽略不計 (2)砝碼質量 作用在同一條直線上21*cnjy*com

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