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(共30張PPT)
第4節(jié) 探究物體受力時(shí)怎樣運(yùn)動(dòng)
想一想
當(dāng)物體不受外力作用時(shí)，能處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果物體受到力的作用時(shí)，能不能處于靜止?fàn)顟B(tài)呢？
觀察
小鳥受到重力和樹枝支持力的作用，停在樹枝上
處于上方的雜技演員受到重力和同伴支持力的作用，保持靜止不動(dòng)
想一想
當(dāng)物體不受外力作用時(shí)，能處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如果物體受到力的作用時(shí)，能不能處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)呢？
觀察
降落傘張開一段時(shí)間后，跳傘運(yùn)動(dòng)員和傘受到重力及空氣阻力的作用，能保持勻速下降
思考
現(xiàn)實(shí)生活中物體受到外力時(shí)，也能保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這與牛頓第一定律矛盾嗎？
不矛盾哦，物體所受合力為零時(shí)，與物體不受力的效果是一樣的！
一、什么是二力平衡
1.定義
一個(gè)物體在受到幾個(gè)力的作用時(shí)，保持靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速直線運(yùn)動(dòng)，我們就說這幾個(gè)力平衡。
只受兩個(gè)力
二力平衡
2.平衡狀態(tài)
靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，又叫平衡狀態(tài)。
例1 下列運(yùn)動(dòng)的物體中，受力平衡的是(　　)
A．自由下落的蘋果
B．加速上升的火箭
C．沿斜面勻速下滑的木塊
D．減速行駛的機(jī)車
練一練
C
總 結(jié)
本題用狀態(tài)分析法判斷物體受力是否平衡，受力物體
如果處于平衡狀態(tài)，那么這個(gè)物體受平衡力作用。根
據(jù)物體所處的狀態(tài)來判斷物體所受的力是否平衡，是
判斷平衡力的一種方法。
二、二力平衡的條件
活動(dòng)1 探究二力平衡的條件
提出問題
兩個(gè)力作用在同一個(gè)物體上，在什么情況下這兩個(gè)力相互平衡呢？
猜想與假設(shè)
兩個(gè)力可能大小要相等；兩個(gè)力可能方向要相反；兩個(gè)力可能要作用在同一直線上。
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定計(jì)劃
取水平桌面上的物體，利用控制變量法，分別改變物體水平方向所受兩個(gè)力的大小、方向以及是否在同一直線，判斷物體能否靜止，如果靜止，則二力平衡。
實(shí)驗(yàn)思路
實(shí)驗(yàn)器材
小車、細(xì)線、砝碼、小盤，滑輪、平板軌道等
如圖所示，把小車放在光滑的水平桌面上，在兩端的小盤里加砝碼。根據(jù)下列三種情況，填寫實(shí)驗(yàn)記錄表。
實(shí)驗(yàn)過程
（1）兩盤中砝碼的質(zhì)量相等；
（2）兩盤中砝碼的質(zhì)量不相等；
（3）兩盤中砝碼的質(zhì)量相等，將小車在水平桌面上扭轉(zhuǎn)一個(gè)小角度后釋放。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)
實(shí)驗(yàn)視頻
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
小車所受二力情況 小車運(yùn)動(dòng)情況（靜止與否）
大小 方向 是否在同一直線上 相等 相反 在同一直線上 靜止
不相等 相反 在同一直線上 不能靜止
相等 相反 不再同一直線上 不能靜止
分析與論證
上述實(shí)驗(yàn)表明，二力平衡的條件是：
作用在同一物體上的兩個(gè)力，必須大小相等，方向相反，并作用在同一直線上。
交流與評(píng)估
（1）實(shí)驗(yàn)中為什么選擇小車比選用木塊進(jìn)行研究有什么好處？
答：可以減小摩擦對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。
（2）物體受力的大小在實(shí)驗(yàn)中是如何改變的？
答：通過兩端所加砝碼的質(zhì)量進(jìn)行改變。
例2小明在探究“二力平衡”條件的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖所示甲與乙兩種實(shí)驗(yàn)方案。
練一練
（1）（1）為了使實(shí)驗(yàn)更加精準(zhǔn)，應(yīng)該采用 實(shí)驗(yàn)方案；
（2）兩邊托盤中只有放上相等質(zhì)量的砝碼后小車才能靜止，說明一對(duì)平衡力 相等；
（3）小車兩邊掛上相等質(zhì)量的砝碼后能靜止，再沿繩方向給小車一個(gè)初速度，小車將在桌面上做 運(yùn)動(dòng)，說明一個(gè)物體二力平衡時(shí)可能有兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
乙
大小
勻速直線
二、二力平衡的條件
活動(dòng)2 討論與二力平衡有關(guān)的問題
各物體的受力情況如圖所示，判斷它們能否處于靜止?fàn)顟B(tài)，并說明理由。
（a）
（b）
（c）
（d）
（e）
（a）不能靜止，F(xiàn)1和F2沒有作用在同一物體上，不是一對(duì)平衡力；
（b）不能靜止，F(xiàn)1和F2沒有作用在同一直線上，不是一對(duì)平衡力；
（c）能靜止，F(xiàn)1和F2大小相等、方向相反、作用在同一物體、同一直線上，是一對(duì)平衡力；
（d）不能靜止，F(xiàn)1和F2沒有作用在同一直線上，不是一對(duì)平衡力；
（e）能靜止，F(xiàn)1和F2大小相等、方向相反、作用在同一物體、同一直線上，是一對(duì)平衡力。
物體在平衡力作用下保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的例子很多。
（1）雨滴將要落到地面時(shí)是勻速下落的，此時(shí)重力和空氣阻力相互平衡；
（2）在平直公路上行駛的汽車要保持勻速運(yùn)動(dòng)，就必須使發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力和阻力（地面、空氣對(duì)它的阻力）相互平衡；
（3）在測(cè)量水平運(yùn)動(dòng)的物體所受的摩擦力實(shí)驗(yàn)時(shí)，曾指出拉力與摩擦力大小相等，這是因?yàn)槔εc摩擦力就是一對(duì)平衡力。
例3一小鬧鐘靜止在水平桌面上，則(　　)
A．鬧鐘受到的重力和桌面對(duì)鬧鐘的支持力是一對(duì)平衡力
B．鬧鐘受到的重力和鬧鐘對(duì)桌面的壓力是一對(duì)平衡力
C．鬧鐘受到的支持力和鬧鐘對(duì)桌面的壓力是一對(duì)平衡力
D．桌面受到的重力和鬧鐘對(duì)桌面的壓力是一對(duì)平衡力
練一練
A
總 結(jié)
判斷二力是否屬于平衡力有兩種方法：一是狀態(tài)分析法，二是條件判斷法。條件判斷法，即看二力是否滿足二力平衡的四個(gè)條件，來判斷這兩個(gè)力是否是一對(duì)平衡力。
易錯(cuò)點(diǎn)：答題時(shí)，常將一對(duì)相互作用的力當(dāng)作一對(duì)平衡力。例如，本例中“桌面對(duì)鬧鐘的支持力”與“鬧鐘對(duì)桌面的壓力”是一對(duì)相互作用的力，有些學(xué)生會(huì)認(rèn)為這是一對(duì)平衡力。
我們已經(jīng)知道，物體不受力或受平衡力作用時(shí)，總保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)。那么，物體受到的外力不滿足平衡的條件時(shí)，它將怎樣運(yùn)動(dòng)呢？
想一想
三、非平衡力和物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化
（1）如圖所示，小車停放在光滑水平桌面上，當(dāng)在盤中放一個(gè)砝碼。
活動(dòng)3 觀察物體受非平衡力作用時(shí)怎樣運(yùn)動(dòng)
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
小車在繩子拉力作用下，將由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)，并且運(yùn)動(dòng)的速度越來越大。
G
FN
F
三、非平衡力和物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化
（2）如圖所示，讓一個(gè)小球從斜面上某一高度處滾到紙板鋪墊的水平面上，在摩擦力的作用下，小球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將怎樣變化？
活動(dòng)3 觀察物體受非平衡力作用時(shí)怎樣運(yùn)動(dòng)
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
小球滾到紙板鋪墊的水平面上，在摩擦力的作用下運(yùn)動(dòng)的速度越來越小。
G
F
f
三、非平衡力和物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化
（3）如圖所示，將一小球沿斜上方拋到空中，觀察其運(yùn)動(dòng)情況。由于受到重力的作用，小球在空中的運(yùn)動(dòng)路徑是怎樣的？它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變？
活動(dòng)3 觀察物體受非平衡力作用時(shí)怎樣運(yùn)動(dòng)
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：小球在重力作用下做曲線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向都在改變。
G
歸納總結(jié)
非平衡力和物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化
物體受
非平衡力
物體由靜變動(dòng)(由慢變快)
物體由動(dòng)變靜(由快變慢)
物體運(yùn)動(dòng)方向變化
運(yùn)動(dòng)速度變化
物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化
例4 如圖所示，虛線為人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的軌跡。人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)行過程中有 （選填“有”或“沒有”）受到力的作用。判斷的依據(jù)是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)始終在發(fā)生變化 。
練一練
有
運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一直發(fā)生改變
探究物體受力時(shí)怎樣運(yùn)動(dòng)
平衡
課堂小結(jié)
不平衡
平衡狀態(tài)
二力平衡
條件
運(yùn)用
同物
等大
反向
共線
運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變

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