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第六節 二力平衡
八年級
初中物理
第六章 力與運動
學習目標
1.知道平衡狀態。
4.會運用二力平衡條件解決實際問題。
3.通過實驗，知道二力平衡的條件。
2.知道同一直線上二力的合成方法。
平衡狀態
知識點一
在受力的情況下，物體有時也會保持靜止狀態或勻速直線運動狀態，即運動狀態不變。
靜止在桌上的花瓶
勻速直線運動的汽車
靜止的吊燈
G
FN
G
F拉
G
FN
F牽
F阻
平衡狀態
靜止狀態
勻速直線運動狀態
物體受到幾個力的作用時，如果保持靜止狀態或勻速直線運動狀態，我們就說物體處于平衡狀態
典例1
不計空氣阻力，下列物體處于平衡狀態的是（ ）
A.在空中自由下落的蘋果
B.在圓形跑道上勻速跑步的運動員
C.豎直向上拋出的石子
D.沿筆直斜坡勻速上行的汽車
D
只有靜止或勻速直線運動兩種狀態
同一直線上二力的合成
知識點二
1.合力：如果一個力單獨作用的效果與幾個力共同作用的效果相同,這個力就叫那幾個力的合力。物體處于平衡狀態時,F合=0。
2.力的合成:在物理學中,求幾個力的合力過程叫力的合成。
3.實驗：研究同一直線上二力的合成
1.如圖 6-6-4所示，將橡皮筋一端固定，另一端與小圓環相連。把兩個彈簧測力計分別通過細繩與小圓環相連后，沿水平方向向右同時拉橡皮筋，將小圓環拉至O點，并記錄兩個彈簧測力計的示數F1、F2。
2.只用一個彈簧測力計拉橡皮筋，將小圓環再次拉到O點，記下彈簧測力計的示數F。F與F1、F2的合力F合具有相同的作用效果這樣通過測量F，便得到了F1與F2的合力F合的大小。
3.改變拉力F1、F2的大小，多做幾次實驗。將F與F1、F2的大小進行比較，并分析F與F1、F2方向的關系。
4.如圖 6-6-5 所示，用兩個彈簧測力計沿相反的方向水平拉橡皮筋，將小圓環拉至O'點，并記下兩個彈簧測力計的示數F1'、F2'。
5.只用一個彈簧測力計將小圓環再次拉到O'點，記下彈簧測力計的示數F'。
6.改變拉力F1'、F2'的大小，多做幾次實驗，將F'與F1'、F2'的大小進行比較，并分析F'與F1'、F2'方向的關系。
大量實驗表明:同一直線上的兩個力，如果方向相同，合力的大小等于這兩個力的大小之和，合力的方向與這兩個力的方向相同;同一直線上的兩個力，如果方向相反，合力的大小等于這兩個力的大小之差，合力的方向與較大的力的方向相同。
勻速吊起的重物
二力平衡：當物體在兩個力的作用下保持靜止狀態或勻速直線運動狀態時，我們就說這兩個力相互平衡，簡稱二力平衡。這兩個力的關系即為平衡力。
G
F
二力平衡的條件
知識點三
實驗探究：探究二力平衡的條件
提出問題
如果處于平衡狀態下的物體只受兩個力作用，這兩個力要滿足什么條件才能平衡呢？
作出猜想
①兩個力的大小可能要相等
②兩個力的方向可能要相反
③兩個力可能要在一條直線上
④兩個力應該作用在同一物體上
根據力的三要素
實驗器材
滑輪（2個）、小車、細繩、砝碼若干、兩個相同的托盤、光滑的水平桌面
實驗過程
把小車放在光滑的水平桌面上，向掛在小車兩端的托盤里加砝碼。觀察小車在什么條件下會保持運動狀態不變
實驗裝置
1.使兩托盤里的砝碼質量不相等;
實驗步驟
實驗現象
2.使兩托盤里的砝碼質量相等;
3.保持兩托盤里的砝碼質量相等，把小車在水平桌面上扭轉一個角度后釋放
小車由靜止開始運動
小車保持靜止
小車由靜止開始運動
4.保持兩托盤里的砝碼質量相等，把兩盤上的細繩都系于小車左邊掛鉤上
小車由靜止開始運動
實驗條件和現象記錄表格
小車在水平方向所受二力的情況 小車運動狀態是否改變
大小 方向 是否在一條直線上 不相等 相同 是 改變
相等 相同 是 不改變
相等 相同 否 改變
相等 不相同 是 改變
實驗結論
二力平衡的條件是：作用在同一物體上的兩個力，必須大小相等、方向相反，并作用在同一條直線上，這兩個力就彼此平衡。
“等大、反向、共線、同體”
一對平衡力與一對相互作用力的比較
比較項 一對平衡力 一對相互作用力
相同點 大小相等，方向相反，作用在同一條直線上 不同點 受力物體 作用在同一物體 分別作用在兩個不同物體上
受力效果 使物體保持靜止或勻速 直線運動狀態 兩個力分別產生各自的效果
力的變化 一個力變化（增大、減小或消失），另一個力不一定變化 同時產生，同時變化，同時消失
木塊受到的重力和桌面對木塊的支持力是一對平衡力
木塊對桌面的壓力和桌面對木塊的支持力是一對相互作用力
典例2
一本書放在水平桌面上，書上放一支鋼筆，都保持靜止，下列說法正確的是（　　）
A．鋼筆受到的重力和書對鋼筆的支持力是一對平衡力
B．鋼筆對書的壓力和書對鋼筆的支持力是一對平衡力
C．書對桌面的壓力和桌面對書的支持力是一對平衡力
D．書受到的重力和桌面對書的支持力是一對平衡力
A
解析：鋼筆受到的重力和書對鋼筆的支持力，這兩個力符合二力平衡條件，是一對平衡力，A正確；
鋼筆對書的壓力和書對鋼筆的支持力，這兩個力沒有作用在同一個物體上，不是一對平衡力，B錯誤；
書對桌面的壓力和桌面對書的支持力，這兩個力沒用作用在同一物體上，它們不是一對平衡力，C錯誤；
桌面對書的支持力的大小等于書與鋼筆重力的和，要大于書的重力，所以書受到的重力和桌面對書的支持力不是一對平衡力，D錯誤。
做此類題的方法:
（1）根據二力平衡的條件判斷，重點看二力大小是否相等，是否作用在同一個物體上
（2）畫受力示意圖，更清晰明了
力與運動的關系
知識點四
若物體處于平衡狀態，可應用二力平衡的條件根據一個力的大小和方向，確定另外一個力的大小和方向。
1. 求解力的大小和方向
跳傘運動員在空中勻速直線下降，如果已知人和傘所受的總重力是1 000 N，人和傘所受阻力的大小是 N，方向是 。
1000
豎直向上
2.
物體的受力情況
物體的運動狀態
物體不受力
物體受非平衡力
物體受平衡力
靜止狀態
勻速直線運動狀態
運動狀態改變：速度大小或方向改變
或
或
典例3
如圖所示，質量為2kg的植保無人機懸停在空中，無人機受到的升力是 N。（g取10N/kg）
20
解析：無人機懸停在空中，處于平衡狀態，
受到的升力與重力是一對平衡力，大小相等，
即無人機受到的升力F=G=mg=2kg×10N/kg=20N
課堂小結
二力平衡
同一直線上二力的合成
力與運動的關系
二力平衡的條件
保持靜止狀態或勻速直線運動狀態
平衡狀態
等大、反向、共線、同體
隨堂練習
1. 猴子能夠輕松地倒掛在樹枝上，當其倒掛在樹枝上靜止時，下列說法正確的是（　　）
A．樹枝對猴子的拉力和猴子所受的重力是一對平衡力
B．猴子對樹枝的拉力和猴子所受的重力是一對平衡力
C．猴子對樹枝的拉力和樹枝對猴子的拉力是—對平衡力
D．猴子很輕，其重力不需要平衡就能靜止在空中
A
2.如圖所示，物體A放在水平桌面上，在水平方向受到同一直線上的兩個力F1和F2的作用，F1=16N，F2=20N，物體在水平方向受到的合力為（　　）
A．4N，方向水平向左 B．36N，方向水平向左
C．4N，方向水平向右 D．36N，方向水平向右
C
3.課后服務活動中，物理興趣小組的同學們利用圖甲裝置進行“二力平衡條件”的探究：
（1）某次實驗中，當左盤放入稍大一點的砝碼時，兩個拉力大小不同，但小車仍處于靜止狀態，產生這一現象的原因可能是小車受到 的影響。
摩擦力
（2）為盡量減少以上影響，一個同學提出將甲裝置中的小車換成小卡片，如圖乙，實際操作中還發現乙裝置具有更適合探究 的優點（填字母）。
A．不在同一條直線上的兩個力能否平衡
B．不在同一物體上的兩個力能否平衡
B

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