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第3節(jié) 二力平衡
第七章 力與運(yùn)動(dòng)
1. 知道在平衡力的作用下，物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
2.對(duì)處于平衡狀態(tài)的物體進(jìn)行受力分析，認(rèn)識(shí)平衡力的概念。
3.會(huì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究二力平衡的條件,知道物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的原因。
（1）我們周?chē)囊恍┪矬w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(dòng)。
在受力的情況下，物體有時(shí)也會(huì)保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這是為什么呢？
跳傘運(yùn)動(dòng)員勻速下降
飛機(jī)在空中勻速飛行
1.物理學(xué)中，把物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱(chēng)為平衡狀態(tài)。
平衡狀態(tài)
靜止?fàn)顟B(tài)
勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
知識(shí)點(diǎn)一：平衡狀態(tài)
2.平衡力：物體在受到幾個(gè)力的作用時(shí)，如果保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們就說(shuō)這幾個(gè)力平衡。
兩個(gè)力
二力平衡
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(chē)
G
F
G
F
F
G
二力平衡的情況最簡(jiǎn)單。那么，物體受到兩個(gè)力的作用時(shí)，要滿(mǎn)足什么樣的條件才能保持平衡呢？
提出問(wèn)題
兩個(gè)力要滿(mǎn)足怎樣的條件，才可以處于平衡狀態(tài)呢？
猜想與假設(shè)
可能兩個(gè)力作用在同一物體上
可能兩個(gè)力的大小相等、方向相反
可能兩個(gè)力在同一直線上
實(shí)驗(yàn)：探究二力平衡的條件
知識(shí)點(diǎn)二：二力平衡的條件
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)器材：
紙板、帶有定滑輪的長(zhǎng)木板、細(xì)繩、鉤碼、托盤(pán)
要求：觀察紙板的運(yùn)動(dòng)情況（運(yùn)動(dòng)、靜止）、受力情況（水平方向上所受力的大小、方向、作用點(diǎn)）
實(shí)驗(yàn)步驟：
2.在細(xì)線的兩端懸掛不等重的鉤碼. 放開(kāi)紙板，觀察紙板運(yùn)動(dòng)方向
3.在細(xì)線的兩端懸掛質(zhì)量相同的鉤碼，把紙板扭轉(zhuǎn)一下，松手，觀察紙板的運(yùn)動(dòng)情況
1.在細(xì)線的兩端懸掛質(zhì)量相同的鉤碼，觀察紙板運(yùn)動(dòng)情況
4.在細(xì)線的兩端懸掛質(zhì)量相同的鉤碼，用剪刀把紙板剪成兩段，觀察紙板的運(yùn)動(dòng)情況
演示：探究二力平衡的條件
實(shí)驗(yàn)視頻：
實(shí)驗(yàn) 輕質(zhì)紙板在水平方向所受二力的情況 紙板運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變
大小 方向 是否在一條直線上 是否作用在同一物體上 1
2
3
4
相等
不相等
相反
在同一直線上
不作用在同一物體上
不改變
作用在同一物體上
相反
相反
相反
在同一直線上
不在同一直線上
在同一直線上
相等
相等
作用在同一物體上
作用在同一物體上
改變
改變
改變
分析與論證
通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，你知道二力平衡都需要哪些條件？
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：
二力平衡的條件：作用在同一物體上的兩個(gè)力，如果大小相等、方向相反，并且在同一條直線上，這兩個(gè)力就彼此平衡。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①二力平衡時(shí)要求四個(gè)條件同時(shí)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(lái)判斷，也可根據(jù)物體是否處于平衡狀態(tài)來(lái)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(jiǎn)記：同體、等大、反向、共線
注
意
交流與討論
1.能否用下列裝置完成本次實(shí)驗(yàn)？為什么？
不能。木塊與桌面之間的摩擦?xí)?duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。
2.如何改進(jìn)上述裝置呢？
可以用小車(chē)代替木塊，減小摩擦。
3.實(shí)驗(yàn)中使用紙板有什么好處？
紙板的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，避免了自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。
4.二力平衡是否完全等同于物體不受力？
從改變氣球運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的角度來(lái)看，二力平衡等效于不受力；但從改變氣球的形狀角度來(lái)看，二力平衡不等效于不受力。因此，不一定等同。
G
F
因?yàn)槲矬w靜止，所以物體所受的重力G與地面對(duì)它的支持力F是一對(duì)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(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài)，已知一個(gè)力的大小和方向，我們可以根據(jù)二力平衡條件求另一個(gè)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
知識(shí)點(diǎn)三：二力平衡條件的應(yīng)用
G
F
因?yàn)槲矬w靜止，所以物體所受的重力G與彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)它的拉力F是一對(duì)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(cè)力計(jì)測(cè)量物體所受重力的原理
用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)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(gè)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(gè)力是一對(duì)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(dòng)的小車(chē)為例進(jìn)行分析：
水平路面上運(yùn)動(dòng)的小車(chē)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(chē)發(fā)動(dòng)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(dòng)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(dòng)的小車(chē)為例進(jìn)行分析：
①若牽引力等于阻力，則二力平衡，小車(chē)向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)
③若牽引力小于阻力，二力不平衡，小車(chē)向左做減速直線運(yùn)動(dòng)
②若牽引力大于阻力，二力不平衡，小車(chē)向左做加速直線運(yùn)動(dòng)
①受到平衡力
運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
不發(fā)生改變
保持靜止或
勻速直線運(yùn)動(dòng)
②受非平衡力
運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
要發(fā)生改變
運(yùn)動(dòng)的速度或
方向發(fā)生改變
3. 運(yùn)動(dòng)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(duì)木塊的支持力N
這是一對(duì)平衡的二力
木塊對(duì)地面有一個(gè)壓力F、
地面對(duì)木塊有一個(gè)支持力N
這是一對(duì)相互的二力
以木塊為
研究對(duì)象
分別以木塊、
地面為研究對(duì)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(gè)物體上
平衡力
相互作用力
平衡的兩個(gè)力，作用在同一物體上，
而相互的作用力作用在兩個(gè)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(gè)力作用時(shí)，如果保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)，我們就說(shuō)這幾個(gè)力相互平衡，這幾個(gè)力就叫做平衡力。 這個(gè)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(dòng)狀態(tài)
③二力平衡條件：作用在同一物體上的兩個(gè)力，如果大小相等、方向相反，并且在同一條直線上，這兩個(gè)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(dòng)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(gè)文具盒放在水平桌面上靜止不動(dòng)，下列力中屬于平衡力的是（ ）
A、文具盒對(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)文具盒的支持力
B、文具盒的重力和文具盒對(duì)桌面的壓力
C、文具盒的重力和桌面對(duì)文具盒的支持力
D、文具盒的重力和文具盒對(duì)地球的吸引力
C
3、用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊在水平面上做勻速運(yùn)動(dòng)，保持彈簧測(cè)力計(jì)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(duì)于彈簧測(cè)力計(jì)是運(yùn)動(dòng)的
C、木塊受到的重力和水平面對(duì)木塊的支持力是一對(duì)平衡力
D、在木塊上放一鉤碼后，繼續(xù)拉動(dòng)木塊勻速運(yùn)動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大
C

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