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(共27張PPT)
第八章 運動和力
第2節 力的平衡
1.知道合力與分力，并能計算同一直線的二力合成。
2.知道平衡狀態是指物體處于靜止或勻速直線運動狀態。
3.知道最簡單的平衡情況是二力平衡，理解二力平衡的條件。
學習目標
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運動員雙手緊握吊環，做出各種高難度動作，在吊環上保持平衡的運動員受幾個力而處于靜止狀態呢？
新知導入
在日常生活中，我們常見到以下情況：
一個大人用力提起一桶水
兩個學生用力提起同一桶水
一輛拖拉機把汽車從泥濘中拉出
多個人用力，把汽車從泥濘中推出來
這些現象說明了什么？
新知學習
知識點一：合力
一個大人用力提起一桶水
兩個學生用力提起同一桶水
一輛拖拉機把汽車
從泥濘中拉出
多個人用力，把汽車
從泥濘中推出來
等效
等效
一個力的作用在物體上產生的效果可以與兩個力或幾個力同時作用在這個物體上產生的效果相同
1.如果一個力對物體的作用效果與幾個力同時對物體作用的效果相同，
那么這個力就叫作那幾個力的合力。
演示實驗：同一直線上的兩個力的合力
①兩個力方向相同
橡皮筋的A端兩次都被拉伸到O點，說明F的作用效果與F1、F2共同的作用效果相同
在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。
F=F1+F2
合力方向與兩個力的方向相同
②兩個力方向相反
橡皮筋的A端兩次都被拉伸到O′點，說明F′的作用效果與F1′、F2′共同的作用效果相同
在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（取絕對值）。
F′=|F1′-F2′|
合力方向與較大力的方向相同
2.對合力與分力的理解
同一性和 同時性
非重復性
等效性
作為分力的幾個力必須同時作用在同一個物體上
合力并不是物體受到的一個新的力。對物體進行受力分析時，考慮了合力，就不能再考慮分力，反之亦然
合力并不是分力的總和，而應從力的作用效果上來理解，即合力的作用效果與分力共同作用的效果相同
等效替
代法
1.牛頓第一定律告訴我們：
物體在不受外力的時候總保持
靜止狀態
或勻速直線運動狀態
平衡狀態
能不能反過來說，凡是保持靜止狀態或勻速直線運動狀態的物體，都沒有受到外力呢？
思考
新知學習
知識點二：力的平衡
觀察下面幾種情形，分析物體的受力情況：
靜止在平衡木上的
體操運動員
靜止懸掛的電燈
在平直公路上做勻速直線運動的汽車
跳傘運動員和降落傘在空中勻速直線下降
F
G
F
G
F支
G
F牽
F阻
物體受到力的作用時也可以保持靜止或勻速直線運動狀態
F阻
G
物體在受到幾個力作用時，也可能保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。這是因為物體所受的這幾個力的合力為零，這時我們就說這幾個力平衡，并把這幾個力稱為一組平衡力。
2.力的平衡
F支
G
F牽
F阻
F
G
如果一個物體只受兩個力的作用而處于平衡狀態，這種情況叫做二力平衡。
F
G
F阻
G
①物體受平衡力作用時，幾個力的作用效果相互抵消，相當于不受力。
②若物體處于靜止或勻速直線運動狀態，則物體不受力或受平衡力的作用。搬而未起、推而不動時，物體的受力情況雖發生改變，但仍處于靜止狀態，其受力仍然平衡。
注意
兩個力的方向可能要相反
兩個力應該在同一物體上
兩個力可能要在一條直線上
兩個力的大小可能要相等
作用在物體上的兩個力，要滿足什么條件才能使物體保持平衡狀態呢？
猜想：
力的三要素
大小：
方向：
作用點：
思考
新知學習
知識點三：二力平衡的條件
演示實驗：二力平衡的條件
【實驗設計】
把小車放在光滑的水平桌面上，在小車兩端懸掛鉤碼，讓小車在水平方向只受F1和F2的作用，探究F1和F2滿足什么關系時，小車會保持平衡。
【實驗器材】
斜面小車、支桿定滑輪、鉤碼組、細繩
減小阻力對實驗的影響
使兩個力不相等
【實驗步驟】
①如圖甲所示，在兩端分別掛數目不相等的鉤碼，觀察并記錄小車的運動情況。
②如圖乙所示，在兩端掛上數目相等的鉤碼，觀察并記錄小車的運動情況。
使兩個力方向相同
使兩個力不在同一條直線上
【實驗步驟】
③如圖丙所示，保持兩端掛的鉤碼數目相等，將小車扭轉一個角度后釋放，觀察并記錄小車的運動情況。
②如圖丁所示，把兩條細繩都系于一個掛鉤上，繩上掛的鉤碼數目相同，讓鉤碼都向左拉小車，觀察并記錄小車的運動情況。
【實驗數據】
實驗序號 小車兩端受力大小 小車兩端受力方向 小車受力是否在同一條直線上 力是否作用在同一物體上 小車是否平衡
①
②
③
④
不相等
相等
相等
相等
相反
相反
相反
相同
是
是
是
否
是
是
是
否
是
否
否
是
只有當小車受到的兩個力大小相等、方向相反、作用在同一直線上時，小車才會處于平衡狀態
【實驗結論】
二力平衡的條件是：同時作用在一個物體上的兩個力，大小相等，方向相反，并且在同一直線上。
簡記為“同體、等大、反向、共線”
思考：如何判斷物體受到的兩個力平衡呢？
①力的三要素
大小：相等
方向：相反、在同一直線上
作用點：同一物體上
②物體的運動狀態
物體處于靜止狀態
物體處于勻速直線運動狀態
③合力
F合=0
平衡力和相互作用力的比較
平衡力 相互作用力
相同點 不同點 作用對象
作用時間
力的作用效果
大小相等、方向相反、作用在同一條直線上
作用在同一物體上
作用在兩個不同物體上
沒有時間關系
同時產生，同時消失
使物體保持平衡狀態
一般產生不同的作用效果
家庭實驗室：確定形狀不規則物體的重心
如圖所示，在薄板上的某一點A用細線把它懸掛起來。當薄板靜止時，用鉛筆沿懸線在板上畫出豎直線AB；再通過另一點C用細線把薄板懸掛起來，當它靜止時沿懸線畫出另一條豎直線CD。AB、CD兩條直線的交點O就是薄板的重心位置。
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力的平衡
合力
二力共線、同向：F合=F1+F2
平衡狀態
二力平衡的條件
一個力
效果相同
幾個力
二力共線、反向：F合=|F1-F2|
靜止
勻速直線運動
同體、等大、反向、共線
課堂小結
1.關于合力與分力，下列說法正確的是（ ）
A.放在水平桌面上的書本對桌面的壓力和桌面對書本的
支持力可以由一個力來代替
B.合力等于分力之和
C.合力和分力是物體同時受到的兩種力
D.合力的作用效果可以替代分力的作用效果
D
課堂練習
2.下列情形中，“嫦娥六號”探測器處于平衡狀態的是（ ）
A.“嫦娥六號”發射后加速升空
B.“嫦娥六號”繞月球勻速飛行
C.“嫦娥六號”減速著陸月球
D.“嫦娥六號”靜止在月球表面
D
3.教室里水平講臺上放有一個靜止的黑板擦。下列分析正確的是（ ）
A.講臺受到的重力和地面對講臺的支持力是一對平衡力
B.講臺對黑板擦的支持力和黑板擦對講臺的壓力是一對平衡力
C.講臺對黑板擦的支持力和黑板擦受到的重力是一對平衡力
D.講臺對地面的壓力和地面對講臺的支持力是一對平衡力
C

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