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二力平衡
第1節
第八章 力與運動
蘇科版（2024）初/中/物/理——八年級下冊 —————————————————————
學習目標
1. 通過具體生活現象和事例的分析，知道平衡狀態的含義，知道平衡力的概念。
2. 經歷二力平衡條件的探究過程，能處理實驗數據、歸納、總結結論。
難點
重點
3. 能應用二力平衡的知識分析解決簡單問題，感受平衡之美。
新課引入
為什么受到力的作用時，物體也能保持靜止狀態或者勻速直線運動狀態，這是否與牛頓第一定律有些矛盾呢？
靜止的花瓶
勻速行駛的列車
生活中，這些物體受到力的作用了嗎？
F支
G
知識構建
一、物體的平衡
F支、G作用效果相互抵消
等效于
不受力
靜止狀態
勻速直線運動狀態
平衡狀態
物體在幾個力的作用下保持靜止或勻速直線運動，該物體處于平衡狀態。
靜止的花瓶
知識構建
靜止的書
加速行駛的汽車
勻速下落的跳傘員
下面哪些物體處于平衡狀態呢？你是怎么判斷的？
勻速轉動的風車
一、物體的平衡
最上方的靜止的石頭受到幾個力？
F支
G
物體如果在兩個力的作用下，處于平衡狀態。這兩個力就互稱為平衡力，簡稱二力平衡。
請嘗試畫出物體所受到的力的示意圖。
一、物體的平衡
實驗探究
二、二力平衡的條件
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？
提出問題：
二、二力平衡的條件
猜想假設：
① 兩個力應該在同一物體上
② 兩個力的大小可能要相等
③ 兩個力的方向可能要相反
④ 兩個力可能要在一條直線上
F支
G
設計實驗：
實驗方案：把小車放在光滑的水平桌面上，同時給小車兩端各施加一個力的作用，觀察小車在什么條件下能保持運動狀態不變。
實驗器材：
滑輪（2個）、小車（2個）托盤（2個）、細繩、砝碼若干、光滑桌面等。
二、二力平衡的條件
進行實驗收集證據：
① 用手按住小車不動，在兩邊的兩個托盤上放上質量不同的砝碼，即 F1 < F2 時，放手后觀察小車運動狀態的變化。
F2
F1
二、二力平衡的條件
② 用手按住小車不動，在兩邊的兩個托盤上放上質量相同的砝碼，即 F1 = F2 時，放手后觀察小車運動狀態的變化。
F2
F1
進行實驗收集證據：
二、二力平衡的條件
③ 用手按住小車不動，把兩個托盤放在小車的同一側，加入相等的砝碼，即小車受到大小方向相同的兩個力，放手后觀察小車運動狀態的變化。
進行實驗收集證據：
二、二力平衡的條件
④ 在兩個托盤中加相等的砝碼，使小車靜止，用手旋轉小車至某一角度，使兩個力不作用在同一條直線上，放手后觀察小車運動狀態的變化。
進行實驗收集證據：
二、二力平衡的條件
⑤ 用兩個相同的小車分別系住一個托盤，用手按住，保證二力大小相等、方向相反，作用在同一直線上，放手后觀察兩個小車運動狀態的變化。
進行實驗收集證據：
二、二力平衡的條件
三、二力平衡條件的應用
F拉
f
為什么用彈簧測力計測量物體所受的摩擦力，一定要求水平勻速拉動物體？
當木塊保持勻速直線運動時，它受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，兩個力大小相等、方向相反，所以從彈測力計的示數就可知摩擦力的大小。
實驗 小車在水平方向所受二力的情況 運動狀態是否改變
大小 方向 是否在 同一直線 是否作用在同一物體 1 不相等 相反 是 是 是
2 相等 相反 是 是 否
3 相等 相同 是 是 是
4 相等 相反 否 是 是
5 相等 相反 是 否 是
保持平衡
分析與論證：
實驗結論：二力平衡的條件是：作用在同一個物體上的兩個力大小相等、方向相反、作用在同一直線上。
二、二力平衡的條件
交流與評估：
所用的兩個托盤、兩個小車要相同。
應選擇較光滑的桌面和質量較大的砝碼，這樣可以減小阻力對實驗的影響。
實驗注意事項：
二、二力平衡的條件
同體
等大
反向
共線
大量研究表明
二力平衡的條件是：作用在同一個物體上的兩個力大小相等、方向相反、作用在同一直線上。
二、二力平衡的條件
例：一輛質量為4t的卡車，在2×103N的牽引力作用下，沿平直公路勻速行駛。求卡車受到的阻力和地面對它的支持力。
三、二力平衡條件的應用
f=F=2×103N
【解】（1）卡車沿平直公路做勻速直線運動，在水平方向上受到的牽引力和阻力為一對平衡力，根據二力平衡的條件，這兩個力大小相等，故卡車所受的阻力為
（2）卡車所受的重力G=mg=4×103kg×9.8N/kg=3.92×104N
卡車在豎直方向上處于靜止狀態，所受的重力和地面對其的支持力為一對平衡力，大小相等，故地面對它的支持力等于
F支=G=3.92×104N
三、二力平衡條件的應用
用彈簧測力計測量物體重力時，為什么一定要求在彈簧測力計穩定后再讀數？
物體靜止時，受到重力和彈簧測力計對它的拉力，二力平衡，彈簧測力計的示數即為重力大小。
F拉
G
三、二力平衡條件的應用
根據運動狀態求受力：
1
判斷物體運動狀態
2
分析物體受到的分別是哪兩個力
3
利用二力平衡條件判斷這兩個力的大小和方向
三、二力平衡條件的應用
如圖所示是小明參加學校體檢測量體重時的情景,已知體重秤示數表示的是體重秤所受壓力大小，請利用所學的知識說一說體重稱測量體重的原理。
知識遷移
1.如圖所示，在下列物體的受力示意圖中，F與F'大小相等，則哪個物體處于平衡狀態 請說明理由。
AB．由圖知，二力不在同一直線上，不是一對平衡力，不能處于平衡狀態，故A不符合題意；
C．由圖知，這兩個力大小相等，方向相反，作用在一條直線上，作用在同一個物體上，因此是一對平衡力，能處于平衡狀態。
知識遷移
2.如圖是探究“二力平衡的條件”實驗示意圖。小車置于水平桌面，兩端的輕質細繩繞過定滑輪掛有等重鉤碼。F1是小車受到的向左的拉力，F2是小車受到的向右的拉力，F1與F2在同一水平直線上。若忽略摩擦，下列說法中錯誤的是（ ）
A. 小車在水平方向上就只受到F1、F2作用
B. 增減鉤碼個數，可探究二力大小對小車平衡的影響
C. F1、F2大小相等時，小車可處于平衡狀態
D. 將小車水平扭轉90時，F1、F2
仍在同一直線上
D
知識拓展
A．實驗忽略摩擦，小車水平方向只受到水平向左的拉力F1和F2水平向右的拉力，故A正確，不符合題意；
B．增減鉤碼個數，小車受到的兩個拉力大小不相等，探究二力大小對小車平衡的影響，故B正確，不符合題意；
C．小車兩端受到的兩個拉力大小相等時，小車處于靜止狀態，即處于平衡狀態，所以 F1、F2大小相等時，小車處于平衡狀態，故C正確，不符合題意；
D．將小車水平扭轉90°時，兩力不在同一直線上，松手后小車不能平衡，會發生轉動，探究不在同一直線上的兩個力是否平衡，故D錯誤，符合題意。
知識小結
平衡狀態
二力平衡應用
二力平衡
條件：作用在同一個物體上的兩個力大小相等、方向相反、作用在同一直線上
概念：物體在兩個力的作用下，處于平衡狀態
根據運動狀態求受力
根據受力情況分析運動狀態
知識點1相交線
靜止狀態
二力平衡
知識點1相交線
勻速直線運動狀態

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