資源簡(jiǎn)介

7.5 二力平衡
【基礎(chǔ)知識(shí)清單】
1．物體的平衡狀態(tài)分為兩種： 和 。
2．二力平衡的條件是：作用在 上的兩個(gè)力，大小 ，方向 ，并且作用在 上。
【知識(shí)深層理解】
(
圖7
-
5
-
1
)一、平衡狀態(tài)
1．概念：物體的平衡狀態(tài)分為兩種：靜止和勻速直線運(yùn)動(dòng)。如圖7-5-1所示，靜止在水平桌面上的咖啡杯和勻速上升的氣球都是平衡狀態(tài)。
二、平衡力
(
靜止在地面上的磚塊
F
G
G
F
勻速上升電梯中的小孩
圖7-5-2
)處于平衡狀態(tài)的物體受到的力叫做平衡力，處于平衡狀態(tài)的物體可能同時(shí)受到多個(gè)力的作用，如果物體只受到兩個(gè)力而處于平衡狀態(tài)，這種情況叫做二力平衡。如圖7-5-2所示，靜止在水平地面上的磚塊，在地面的支持力和本身重力的作用下平衡；在勻速上升電梯中的小孩，在本身重力和電梯的支持力作用下平衡。這些都是在兩個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài)，屬于二力平衡。
三、探究二力平衡的條件
1．探究二力平衡中兩個(gè)力的大小關(guān)系：
(
乙
v
甲
靜止
圖7-5-3
)
（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程：
①如圖7-5-3甲所示，在兩端掛相同的鉤碼時(shí)，觀察物體的運(yùn)動(dòng)情況；
②如圖7-5-3乙所示，在兩端掛不同的鉤碼時(shí)，觀察物體的運(yùn)動(dòng)情況。
（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在兩端掛相同的鉤碼時(shí)，物體保持靜止；掛不同的鉤碼時(shí)，物體加速運(yùn)動(dòng)。
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：二力平衡中兩個(gè)力的大小必相等。
2．探究二力平衡中兩個(gè)力方向的關(guān)系：
（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程：
①如圖7-5-4甲所示，把兩個(gè)相同的鉤碼分別掛在兩端，觀察物體的運(yùn)動(dòng)情況；
②如圖7-5-4乙所示，把兩個(gè)相同的鉤碼掛在一端，觀察物體的運(yùn)動(dòng)情況。
(
乙
v
甲
靜止
圖7-5-4
)
（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：兩個(gè)相同的鉤碼分別掛在兩端時(shí)，物體保持靜止；掛在一端時(shí)，物體不能保持靜止。
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：二力平衡中兩個(gè)力的方向必相反。
3．探究二力平衡中的兩個(gè)力是否在同一直線上：
（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程：如圖7-5-5所示，把紙板扭轉(zhuǎn)，放手后觀察紙板的運(yùn)動(dòng)情況。
(
圖7-5-5
甲
乙
)
（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：把紙板扭轉(zhuǎn)，放手后紙板不會(huì)靜止，做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，直到兩個(gè)力在同一直線上時(shí)才會(huì)靜止。
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：二力平衡中的兩個(gè)力必在同一直線上。
4．探究二力平衡中的兩個(gè)力是否必須作用在同一物體上：
（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程：
①如圖7-5-6甲所示，把兩個(gè)相同的鉤碼分別掛在兩端，觀察物體的運(yùn)動(dòng)情況；
②如圖7-5-6乙所示，用剪刀把紙片剪開，觀察物體的運(yùn)動(dòng)情況。
(
甲
乙
圖
7-5-6
v
v
)
（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：把兩個(gè)相同的鉤碼分別掛在兩端，物體保持靜止；用剪刀把紙片剪開，兩個(gè)物體向相反的方向移動(dòng)起來(lái)。
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：二力平衡中的兩個(gè)力必作用在同一物體上。
【總結(jié)】
（1）二力平衡的條件是：作用在同一物體上的兩個(gè)力，大小相等，方向相反，并且作用在同一直線上。
（2）物體受到的兩個(gè)力必須同時(shí)符合4個(gè)條件才是平衡力。
四、二力平衡與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系
物體的平衡狀態(tài)有兩種：靜止和勻速直線運(yùn)動(dòng)。物體在相互平衡的兩個(gè)力的作用下，一定處于平衡狀態(tài)，但運(yùn)動(dòng)方式有兩種可能：靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)。如果物體在兩個(gè)力的作用下處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，那么這兩個(gè)力一定是一對(duì)平衡力
，兩個(gè)力的大小一定相等，方向一定相反，并且作用在一條直線上。
(
G
F
支
圖7-5-7
)五、二力平衡與相互作用力的區(qū)別
1．二力平衡的特點(diǎn)：
（1）作用在同一物體上；
（2）大小相等；
（3）方向相反；
（4）作用在同一直線上。
如圖7-5-7所示，桌面上靜止的水杯受到的重力和支持力是一對(duì)平衡力。
2．相互作用力的特點(diǎn)：
（1）作用在兩個(gè)物體上；
（2）大小相等；
(
F
1
F
2
圖7-5-8
)（3）方向相反；
（4）作用在同一直線上。
如圖7-5-8所示，運(yùn)動(dòng)員踢球時(shí)，腳給球的力和球給腳的力是一對(duì)相互作用力。
3．二力平衡和相互作用力的比較：經(jīng)過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，二者的唯一區(qū)別在于兩個(gè)力是作用在同一物體上，還是作用在兩個(gè)物體上。
項(xiàng)目 二力平衡 相互作用力
相同點(diǎn) 1 大小相等
2 方向相反
3 作用在同一直線上
不同點(diǎn) 作用在一個(gè)物體上 作用在兩個(gè)物體上
(
圖7
-
5
-
9
)【例題1】如圖7-5-9所示，對(duì)于靜止在水平桌面上的茶杯，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．茶杯受到的重力和茶杯對(duì)桌面的壓力是一對(duì)相互作用力
B．茶杯受到的重力和桌面對(duì)茶杯的支持力是一對(duì)平衡力
C．茶杯受到的重力和茶杯對(duì)桌面的壓力是一對(duì)平衡力
D．茶杯受到的重力與桌面對(duì)茶杯的支持力是一對(duì)相互作用力
(
G
F
支
F
支
F
壓
圖7-5-10
)解析：如圖7-5-10所示，首先要分析出各個(gè)力分別是哪個(gè)物體受到的力，在重力、支持力和壓力當(dāng)中，重力和支持力是茶杯受到的，壓力是桌面受到的力。根據(jù)二力平衡的知識(shí)知道，平衡的兩個(gè)力必須是作用在同一物體上，所以重力和支持力是一對(duì)平衡力；根據(jù)相互作用力的知識(shí)知道，相互作用的兩個(gè)力必須是作用在兩個(gè)物體上，并且方向相反，所以支持力和壓力是一對(duì)相互作用力，故選B。答案：B
【例題2】吊車吊起100N的貨物以1m/s的速度勻速上升，所用拉力是 N，若以2m/s的速度勻速上升，所用拉力是 N，若以1.5m/s的速度勻速平移，所用拉力是 N，勻速下降拉力是 N，吊著物體靜止時(shí)，拉力是 N。
分析：在上述的所有過(guò)程中，無(wú)論物體勻速上升、勻速下降、勻速水平運(yùn)動(dòng)還是靜止，
都是平衡狀態(tài)，都是二力平衡，拉力都等于重力，所以拉力都等于100N。
答案：100，100，100，100，100
【哲理故事】
程門立雪
北宋大學(xué)問(wèn)家楊時(shí)，在40多歲時(shí)與好友游酢一起去向程頤求教，湊巧趕上程頤在屋中打盹兒。楊時(shí)便勸告游酢不要驚醒老師，于是兩人靜立門口，等老師醒來(lái)。一會(huì)兒下起了鵝毛大雪，越下越急，楊時(shí)和游酢卻還立在雪中，游酢實(shí)在凍得受不了，幾次想叫醒程頤，都被楊時(shí)攔住了。程頤一覺醒來(lái)，才發(fā)現(xiàn)門外的兩個(gè)“雪人”。
禮儀是律己、敬人的一種行為規(guī)范，是表現(xiàn)對(duì)他人尊重和理解的過(guò)程和手段。古人云：“不學(xué)禮，無(wú)以立。”文明禮儀不僅是個(gè)人素質(zhì)、教養(yǎng)的體現(xiàn)，也是個(gè)人道德和社會(huì)公德的體現(xiàn)。

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