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第八章 運(yùn)動和力
第2節(jié) 二力平衡
1.知道受力平衡，知道什么是多力平衡和二力平衡；
2.會通過實驗探究二力平衡的條件；
3.能用二力平衡解決實際問題。
牛頓第一定律告訴我們：物體不受力時，將保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。
靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)
物體不受力時
運(yùn)動狀態(tài)不變
能不能反過來說，凡是保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的物體都沒有受到外力呢？
（1）我們周圍的一些物體在力的作用下總是靜止的。
飲料杯處于靜止?fàn)顟B(tài)
掛在墻上的物品處于靜止?fàn)顟B(tài)
石堆處于靜止?fàn)顟B(tài)
（2）生活中的一些物體在力的作用下可能做勻速運(yùn)動。
在受力的情況下，物體有時也會保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，這是為什么呢？
跳傘運(yùn)動員勻速下降
飛機(jī)在空中勻速飛行
平衡狀態(tài)
1.平衡狀態(tài)
物理學(xué)中，把物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)稱為平衡狀態(tài)。
平衡狀態(tài)
保持靜止
勻速直線運(yùn)動
2.平衡力
物體在受到幾個力的作用時，如果保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，我們就說這幾個力平衡。
一個物體在兩個力的作用下，如果保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，則這兩個力的平衡就稱為二力平衡。
平衡狀態(tài)
勻速直線運(yùn)動狀態(tài)
靜止?fàn)顟B(tài)
運(yùn)動
狀態(tài)
不變
支持力
重力
支持力和重力是平衡力，處于二力平衡狀態(tài)。
試一試：分析下列物體的受力情況
桌面上的花瓶
天花板上懸掛的吊燈
平直道路上勻速行駛的汽車
G
F
G
F
F
G
二力平衡的情況最簡單。那么，物體受到兩個力的作用時，要滿足什么樣的條件才能保持平衡呢？
【猜想】
實驗：探究二力平衡的條件
【實驗方法】
改變物體受到的兩個力的三要素，當(dāng)物體處于靜止時，二力平衡。
兩個力的方向可能要相反
兩個力可能要在一條直線上
兩個力應(yīng)該作用在同一物體上
兩個力的大小可能要相等
【實驗器材】
輕質(zhì)卡片、鉤碼、滑輪、細(xì)繩
二力平衡的條件
實驗一
如圖，在兩邊的細(xì)繩上掛質(zhì)量相等的鉤碼。放開卡片，卡片 。
如圖，在兩邊的細(xì)繩上掛不等重的鉤碼。放開卡片，卡片 。
處于平衡狀態(tài)
F1
F2
滑向更重的一邊
二力平衡時兩個力的大小要相等。
實驗二
如圖，在兩邊的細(xì)繩上掛等重的鉤碼，將卡片稍向上移動，使兩個拉力的方向成一定角度。放開卡片，卡片將 。
向下移動
二力平衡時兩個力的方向要相反。
實驗三
如圖，在兩邊的細(xì)繩上掛等重的鉤碼。并將卡片扭轉(zhuǎn)一個角度，使拉卡片的細(xì)繩相互平行，但不在同一直線上。放開卡片，卡片將 。
旋轉(zhuǎn)
二力平衡時兩個力要在一條直線上。
實驗四
如圖，在兩邊的細(xì)繩上掛等重的鉤碼。并將卡片均勻剪成兩部分，松開手，卡片將 。
分別向兩邊移動
二力平衡時兩個力作用在同一物體上。
【綜合以上四個實驗】
實驗 物體在水平方向所受二力的情況 運(yùn)動狀態(tài)是否改變
大小 方向 是否在一條直線（物體）上 一 不相等 相反 在同一條直線上 改變
二 相等 成一定角度 不在同一條直線上 改變
三 相等 相反 不在同一條直線上 改變
四 相等 相反 不在同一物體上 改變
1.二力平衡：物體在兩個力的作用下保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，我們就說這兩個力平衡。
2.二力平衡的條件：作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反，并且在同一條直線上，這兩個力就彼此平衡。
①二力平衡時要求四個條件同時具備，缺一不可；
②判斷二力是否平衡，既可用二力平衡條件來判斷，也可根據(jù)物體是否處于平衡狀態(tài)來確定。
同體：作用在同一物體上 等大：大小相等
反向：方向相反 共線：在同一直線上
簡記：同體、等大、反向、共線
注
意
G
F
因為物體靜止，所以物體所受的重力G與地面對它的支持力F是一對平衡力，則此二力大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。
物體重力等于拉力： G=F
①分析靜止在水平面上的物體的受力情況
物體在兩個力的作用下處于平衡狀態(tài)，已知一個力的大小和方向，我們可以根據(jù)二力平衡條件求另一個力的大小和方向。
1.根據(jù)物體的平衡狀態(tài)分析物體的受力情況
分析物體的受力
二力平衡條件的應(yīng)用
G
F
因為物體靜止，所以物體所受的重力G與彈簧測力計對它的拉力F是一對平衡力，則此二力大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。 物體重力等于拉力： G=F
②用彈簧測力計測量物體所受重力的原理
用彈簧測力計測量物體所受的重力G，利用的是二力平衡條件。
③有一盞懸掛著的電燈，質(zhì)量為0.5千克，求電燈受到的各個力的大小及方向。
F
G
電燈受到的力有：
重力G、拉力F，因電燈靜止，所以這兩個力是一對平衡力，大小相等、方向相反。
重力大小：G=mg=0.5千克×9.8牛/千克=4.9牛，
方向豎直向下。
拉力大小：F=G=4.9牛，方向豎直向上。
支持力N
重力G
阻力f
牽引力F
以在水平路面上運(yùn)動的小車為例進(jìn)行分析：
水平路面上運(yùn)動的小車受到的力有：
在豎直方向上有重力G、地面支持力N；
在水平方向上有汽車發(fā)動機(jī)的牽引力F和地面與空氣的阻力f。
2. 根據(jù)物體的受力情況判斷運(yùn)動狀態(tài)
支持力N
重力G
阻力f
牽引力F
以在水平路面上運(yùn)動的小車為例進(jìn)行分析：
①若牽引力等于阻力，則二力平衡，小車向左做勻速直線運(yùn)動
③若牽引力小于阻力，二力不平衡，小車向左做減速直線運(yùn)動
②若牽引力大于阻力，二力不平衡，小車向左做加速直線運(yùn)動
①受到平衡力
運(yùn)動狀態(tài)
不發(fā)生改變
保持靜止或
勻速直線運(yùn)動
②受非平衡力
運(yùn)動狀態(tài)
要發(fā)生改變
運(yùn)動的速度或
方向發(fā)生改變
3. 運(yùn)動和力的關(guān)系
桌面
G
N
N
F
木塊受到的力：重力G與
地面對木塊的支持力N
這是一對平衡的二力
木塊對地面有一個壓力F、
地面對木塊有一個支持力N
這是一對相互的二力
以木塊為
研究對象
分別以木塊、
地面為研究對象
分析地面上木塊的受力情況，想一想哪些是平衡力？哪些力是相互的力？
作用在同一物體上
作用在兩個物體上
平衡力
相互作用力
平衡的兩個力，作用在同一物體上，
而相互的作用力作用在兩個物體上。
大小相等
方向相反
大小相等
方向相反
作用在同一直線上
作用在同一直線上
平衡力與相互作用力的區(qū)別
①平衡力：物體受到幾個力作用時，如果保持靜止或勻速直線運(yùn)動 狀態(tài)，我們就說這幾個力相互平衡，這幾個力就叫做平衡力。 這個物體所處的狀態(tài)就叫做平衡狀態(tài)。
②平衡狀態(tài)：靜止?fàn)顟B(tài)、勻速直線運(yùn)動狀態(tài)
③二力平衡條件：作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反，并且在同一條直線上，這兩個力就彼此平衡。
④二力平衡條件的應(yīng)用
根據(jù)平衡狀態(tài)分析物體的受力情況
根據(jù)受力情況分析物體的運(yùn)動情況
二力平衡
1.下列圖中，作用在物體上的力屬于平衡力的圖是（ ）
A
3N
3N
A
3N
3N
B
3N
3N
C
D
3N
3N
2.一個文具盒放在水平桌面上靜止不動，下列力中屬于平衡力的是（ ）
A、文具盒對桌面的壓力和桌面對文具盒的支持力
B、文具盒的重力和文具盒對桌面的壓力
C、文具盒的重力和桌面對文具盒的支持力
D、文具盒的重力和文具盒對地球的吸引力
C
3.用彈簧測力計拉著木塊在水平面上做勻速運(yùn)動，保持彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定，則（ ）
A、木塊受到的拉力大于摩擦力
B、木塊相對于彈簧測力計是運(yùn)動的
C、木塊受到的重力和水平面對木塊的支持力是一對平衡力
D、在木塊上放一鉤碼后，繼續(xù)拉動木塊勻速運(yùn)動，彈簧測力計示數(shù)變大
C

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