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(共56張PPT)
第八章 運動和力
第2節 二力平衡
八年級物理下冊 人教版
二力平衡的條件
第1節 牛頓第一定律
第2節 二力平衡
二力平衡條件的應用
平衡力和平衡狀態
①依據生活經驗認識平衡力和平衡狀態的概念，會判斷物體受到的力是否為平衡力。
②經歷探究二力平衡條件的實驗過程，歸納、總結出結論。
第1節 牛頓第一定律
③會利用二力平衡的知識分析解決實際問題。
復習
①牛頓第一定律：
一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。
② 由牛頓第一定律可知：
當物體不受力時，總保持原來的運動狀態不變，原來靜止的物體始終靜止；如果原先運動，就始終以原來的速度做勻速直線運動。
物體不受力時
運動狀態不變
靜止狀態或勻速
直線運動狀態
課堂引入
①在我們周圍的一些物體在力的作用下總是保持靜止。
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？
運動員處于靜止狀態
石塊處于靜止狀態
飲料杯處于靜止狀態
第2節 二力平衡
②生活中的一些物體在力的作用下可能做勻速直線運動。
在受力的情況下，物體有時也會保持靜止或勻速直線運動狀態。這是為什么？
飛機在空中水平勻速飛行
這就是今天我們學習的知識：
跳傘運動員勻速降落
課堂引入
平衡力與平衡狀態
支持力N
重力G
①靜止在桌面上的杯子受到的力有：
重力G與桌面支持力F。
分析常見物體的受力情況
②靜止的電燈受到的力有：重力G與拉力F。
拉力F
重力G
一、平衡力與平衡狀態
發動機牽引力 F
空氣阻力 f
③空中勻速飛行的飛機在水平方向上受的力有：
一、平衡力與平衡狀態
空中勻速飛行的飛機在水平方向上受的力有：
發動機的牽引力F、空氣的阻力 f。
④水平面上做勻速直線運動的小汽車
支持力N
重力G
阻力f
牽引力F
在水平方向上：牽引力F、空氣與地面的阻力f
在豎直方向上：汽車的重力G、地面的支持力N
一、平衡力與平衡狀態
一、平衡力與平衡狀態
①物體受到幾個力作用時，如果保持靜止或勻速直線運動狀態，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就叫做平衡狀態。
②平衡狀態的兩種情況：靜止狀態；勻速直線運動狀態。
③物體只受兩個力時的平衡狀態叫二力平衡。
一、平衡力與平衡狀態
視頻觀看《力的平衡狀態》
不計空氣阻力，下列物體處于平衡狀態的是（ ）
D
物體處于靜止或勻速直線運動狀態都叫做平衡狀態
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
一、平衡力與平衡狀態
下落速度越來越快
運動方向在改變
上升的速度越來越慢
勻速直線運動
二力平衡的條件
二、二力平衡的條件
下面通過實驗探究二力平衡的條件。
物體受兩個力時可以處于平衡狀態，例如人站在地面上受兩個力的作用：重力與支持力。當人處于平衡狀態時，這二力之間有怎樣的關系呢？
①兩個力的大小可能要相等
②兩個力的方向可能要相反
③兩個力可能要在同一直線上
④兩個力可能要作用在同一物體上
支持力N
重力G
二、二力平衡的條件
光滑的桌面（兩端安裝滑輪）、硬紙片、鉤碼、細線等
實驗器材
鉤碼
細線
硬紙片
F1
F2
二、二力平衡的條件
實驗方案
把硬紙板放在水平桌面上，在左、右兩邊分別用兩根細線通過定滑輪掛上鉤碼，鉤碼的重力大小就是對硬紙板的拉力大小。
可以改變兩個拉力的大小、方向、作用線來探究平衡的條件。
①探究二力平衡與兩力的大小關系
應該控制二力作用在同一硬紙片上、方向相反、沿同一條直線，改變兩個力的大小，看看能否使硬紙片平衡？
F左實驗步驟
二、二力平衡的條件
硬紙板能保持平衡
二、二力平衡的條件
實驗現象
結論①：二力平衡時，兩個力的大小相等
F左=F右
硬紙板不能保持平衡
作用在同一硬紙片上的兩個力，若方向相反、沿同一條直線，當兩個力的大小相等時，硬紙片處于平衡狀態。
當兩個力的大小不相等時，硬紙片失去平衡狀態。
②探究二力平衡條件與兩力方向之間的關系
實驗時應該控制二力作用在同一物體（硬紙板）上，大小相等、沿同一條直線。
使兩個力的方向不相反（例如相同），看看能否使硬紙板平衡？
二、二力平衡的條件
把左邊的鉤碼改放在右邊的滑輪上
二、二力平衡的條件
硬紙板不能保持平衡
結論②：二力平衡時，兩力的方向應該相反
二力方向相反時
硬紙板能保持平衡
二力方向相同時
F右
F左
作用在同一硬紙片上的兩個力，若大小相等、沿同一條直線，如果方向相同時，則硬紙片不能保持平衡狀態。
實驗現象
實驗時應該控制兩力作用在同一硬紙板上、大小相等、方向相反，但不能沿同一條直線，看看能否使硬紙板平衡？
F左=F右
③探究兩力平衡條件與兩力是否沿同一直線的關系
二、二力平衡的條件
二力不在同一條直線
二力不在同一條直線
二、二力平衡的條件
發生轉動
結論③ ：二力平衡時，兩力需在同一直線上
作用在同一硬紙片上的兩個力，大小相等、方向相反，如果不沿同一條直線時，則硬紙片不能保持平衡狀態。
實驗現象
④探究兩力平衡條件與兩力是否作用在同一物體上之間的關系
實驗時應該控制兩力大小相等、方向相反、沿同一條直線。
但是分別作用在兩個硬紙板上，看看能否使硬紙板平衡？
兩個硬紙片
二、二力平衡的條件
兩個硬紙板都不能保持平衡
作用在硬紙片上的兩個力，大小相等、方向相反、沿同一條直線。但是作用在不同硬紙片上，硬紙片則不能保持平衡狀態。
結論④ ：二力平衡時，兩個力作用在同一物體上
二、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。
概括記憶：同體、等大、反向、共線。
二、二力平衡的條件
視頻觀看——《探究二力平衡的條件》
二、二力平衡的條件
在探究“二力平衡的條件”的實驗中：
①實驗裝置如圖甲所示。實驗目的是探究小車在水平方向上所受兩個拉力F1、F2的關系。實驗中，小車處于_______狀態將更便于實驗探究。
②實驗中，通過調整_______________來改變F1和F2的大小。
靜止
砝碼個數
③實驗中，當F1大于F2時，小車仍保持靜止，因此得出結論：二力平衡時，兩個力的大小不一定相等，你認為這樣的結論_________(選填“可靠”或“不可靠”)，出現這種情況可能的原因
是___________________________。
不可靠
小車與桌面間存在摩擦力
甲
F1
F2
二、二力平衡的條件
⑤小組的同學建議將實驗器材改進，如圖乙，跟甲圖比較這樣做的目的主要是____________________；為了便于實驗研究，此時的卡片應當盡量得_______(選填“輕”或“重”)。
減小摩擦力的影響
輕
④現保持左右兩邊的力F1與F2相等，將小車扭轉一個角度，松手后，小車將_____________，設計這一步驟的目的是為了驗證二力平衡時的兩個力一定________________。
轉動回來
在同一直線上
乙
二力平衡條件的應用
三、二力平衡條件的應用
G
F
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。
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
①用彈簧測力計測量物體所受重力的原理
物體在兩個力的作用下處于平衡狀態，已知一個力的大小和方向，我們可以根據二力平衡條件求另一個力的大小和方向。
三、二力平衡條件的應用
②有一盞懸掛著的電燈，質量為2千克，求電燈受到的各個力的大小及方向。
F
G
①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。
②重力大小：G=mg=2千克×9.8牛/千克=19.6牛，方向豎直向下。
③拉力大小：F=G=19.6牛，方向豎直向上。
支持力N
重力G
阻力f
牽引力F
以在水平路面上運動的小車為例進行分析：
水平路面上運動的小車受到的力有：在豎直方向上有重力、地面支持力；
在水平方向上有汽車發動機的牽引力和地面與空氣的阻力。
①若牽引力等于阻力，則二力平衡，小車向左做勻速直線運動
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動
三、二力平衡條件的應用
①受到平衡力
運動狀態不發生改變
保持靜止或勻速直線運動
②受非平衡力
運動狀態要發生改變
運動的速度發生改變
或運動的方向發生改變
三、二力平衡條件的應用
作用在同一物體上
作用在相互作用的兩個物體上
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
桌面
G
N
N
F
三、二力平衡條件的應用
杯子受到的力：重力G與
桌面對杯子的支持力N
這是一對平衡的二力
杯子對桌面有一個壓力F、
桌面對杯子有一個支持力N
這是一對相互的二力
以杯子為
研究對象
分別以杯子、
桌面為研究對象
分析桌面上杯子的受力情況，想一想哪些是平衡力？哪些力是相互的力？
課堂總結
四
四、課堂總結
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動 狀態，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就叫做平衡狀態。
②平衡狀態：靜止狀態、勻速直線運動狀態
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用
根據平衡狀態分析判斷物體的受力情況
根據受力情況分析判斷物體的運動情況
二力平衡
四、課堂總結
動手動腦學物理
五、動手動腦學物理
1.在圖中，F1和F2是物體所受的方向相反的兩個力，哪些情況下，這兩個力是平衡的？
B和D圖中的兩個力是平衡的。
根據二力的平衡條件：二力作用在同一物體上，大小相等、方向相反，并且在同一條直線上。所以B和D符合題意。
解析
五、動手動腦學物理
2. 在平直的地面上，一個人沿水平方向用20牛的力推一輛小車勻速向西運動，試畫出小車所受阻力的大小和方向。
人沿水平方向用力推一輛小車勻速向西運動，小車所受阻力與推力是一對平衡力，所以小車所受阻力的大小為20牛，方向水平向東。
解析
f= 20N
v
五、動手動腦學物理
3. 質量為40kg的小船靜止在水面上，它除了受到重力之外，還受到另外一個力的作用，這個力的大小等于多少？方向如何？試著畫出小船受力的示意圖？
小船所受重力大小：
G=mg=40千克×10牛/千克=400牛，方向豎直向下；
小船受到的另一個力的大小也為400牛，方向豎直向上。
解析
F
G
五、動手動腦學物理
4.在水平公路上勻速行駛的太陽能汽車受到幾對平衡力的作用？為什么說它們是互相平衡的？請在圖上畫出汽車受力的示意圖。
解析：在水平公路上勻速行駛的太陽能汽車，受到兩對平衡力的作用。
在水平方向上，汽車受到的牽引力和阻力是一對平衡力；
在豎直方向上，汽車所受的重力和支持力是一對平衡力。
因為這兩對力中的每一對力都是大小相等、方向相反的，作用在同一條直線上，且都作用在汽車上，因此他們相互平衡。
F支
G
F牽
F阻
v
課堂練習
六
1. 根據物體的受力情況，下圖中的哪個物體能保持靜止狀態？
F1
F2
A
B
C
D
F2
F2
F1
F1
F1
F2
六、課堂練習
C圖物體能保持靜止。因為二力大小相等、方向相反、沿同一直線，且作用在同一物體上，所以二力能平衡。
六、課堂練習
2. 小華用繩子提著一條魚靜止不動，此時魚受到的平衡力是 和 這一對力。如果魚的重力為5牛，則拉力為_____牛，拉力的方向是_________。
魚的重力
繩子對魚的拉力
5
豎直向上
魚受到的力有：重力、繩子的拉力。
因為魚靜止不動，所以這兩個力是一對平衡力，則大小相等、方向相反、沿同一直線，且作用在同一物體上。
六、課堂練習
3. 有一輛重力為50000牛的貨車，在平直公路上勻速前進，若它所受到的阻力是車重的0.05倍，求汽車發動機的牽引力？
∵汽車做勻速直線運動，∴所以水平方向受到平衡力的作用。
即汽車的牽引力F和阻力f是一對平衡力，大小相等
則 F = f =0.05G
F = f =0.05×50000N = 2500N
答：汽車發動機的牽引力為2500N。
4. 靜止放在水平桌面上的臺燈，受到的平衡力是（ ） 　　　　
A．臺燈的重力和桌面對臺燈的支持力
B．臺燈對桌面的壓力和桌面對臺燈的支持力
C．臺燈對桌面的壓力和桌子受到的重力
D．臺燈的重力和臺燈對桌面的壓力
A
六、課堂練習
研究對象是臺燈。臺燈在豎直方向受到的力有：重力、桌面的支持力。
因為臺燈是靜止，所以這兩個力是一對平衡力。故選A。
六、課堂練習
5. 一輛重1000N的小車，在200N的牽引力作用下沿水平地面勻速直線運動，小車受到的摩擦阻力是（ ）
A. 1000N B. 200N
C. 800N D. 1200N
B
小車在水平方向上受到的摩擦阻力與牽引力是一對平衡力，大小相等，小車受到的摩擦阻力是200N。
在豎直方向上受到重力與支持力，是另一對平衡力。
六、課堂練習
6. 跳傘運動員從高空豎直下落過程中，開始階段速度越來越大，則此時他所受空氣阻力 重力，后來勻速下落，此時受空氣阻力 重力（填“大于”、“小于 ”或“ 等于 ”）
小于
等于
跳傘運動員從高空豎直下落過程中，開始階段速度越來越大，則此時他所受空氣阻力與重力不是平衡力，所受空氣阻力小于重力；
當勻速下落時，所受空氣阻力與重力是一對平衡力，故大小相等。
7. 起重機的鋼絲繩下吊一個重為2000牛的貨物，在下列情況下，鋼絲繩的拉力分別是多少
(1)當貨物靜止時：__________
(2)貨物以1米/秒勻速上升：_________
(3)貨物以1.5米/秒勻速下降：__________
2000牛
2000牛
2000牛
拉力F與重力G是一對平衡力，大小相等。
六、課堂練習
貨物在豎直方向上受到的力有：重力G、拉力F。
貨物無論是靜止、勻速直線上升或下降，貨物都處于平衡狀態，這兩個力都是一對平衡力，所以大小相等。
拉力的大小與物體勻速運動的速度無關。
六、課堂練習
8. 關于運動和力，下列說法正確的是（ ）
A. 物體處于靜止，一定不受外力
B. 物體在平衡力作用下，一定保持靜止狀態
C. 物體在平衡力作用下，一定作勻速直線運動
D. 運動的物體在平衡力作用下，一定作勻速直線運動
D
物體在平衡力作用下，會保持靜止或勻速直線運動狀態。
靜止的物體在平衡力作用下，一定靜止；運動的物體在平衡力作用下，一定作勻速直線運動。所以選項D正確。
六、課堂練習
9. 關于二力平衡的說法中，正確的是（ ）
A. 一個物體受到兩個力作用，若處于勻速直線運動狀態，這兩個力一定是平衡力
B. 做勻速直線運動的物體，一定只受到一對平衡力作用
C. 只要兩個力大小相等、方向相反，并作用在一條直線上，這兩個力一定是平衡力
D. 以上情況都有可能
A
①一個物體受到兩個力作用，若處于靜止或勻速直線運動狀態，這兩個力一定是平衡力。
②二力平衡條件是：大小相等、方向相反、同一直線、同一物體上。
所以選項A正確。
六、課堂練習
10．如圖甲、乙所示，小強用形狀不規則的薄板、重垂線、大頭針、直尺和記號筆等器材進行實驗。
②該實驗所應用的物理知識有：
　 　、　 　。（寫出兩點）
①觀察圖中的實驗過程及現象可知，小強同學的實驗目的是用懸掛法找　 ；根據圖乙，說明他判斷的重心是　 。
六、課堂練習
①觀察圖中的實驗過程及現象可知，小強同學的實驗目的是用懸掛法找　 　；根據圖乙，說明他判斷的重心是　 。
②該實驗所應用的物理知識有：_________
（寫出兩點）。
①由圖知，是利用“懸掛法”來確定形狀不規則薄板的重心位置；當薄板靜止時，由二力平衡條件可知重力和拉力的作用線在同一直線上，重心既在l1上，又在l2上，故薄板的重心在l1、l2的交點處；
②該實驗應用的物理知識有：重力的方向豎直向下；二力平衡條件。
【答案】①不規則薄板的重心；薄板的重心在l1、l2的交點處；
②二力平衡的條件；重力的方向始終豎直向下。
11. 如圖所示為探究二力平衡條件的實驗裝置，下列關于這個實驗的敘述錯誤的是（　　）
A. 為減小阻力，應選用盡量光滑的水平桌面
B. 為使實驗效果明顯，應選用質量較大的小車
C. 調整兩邊托盤所放砝碼的數量，可以改變力的大小
D. 將小車扭轉一個角度，是為了使小車受到的力不在同一直線上
B
六、課堂練習
【解析】在探究二力平衡條件的實驗中，選用光滑的水平桌面可減小阻力；調整兩邊托盤砝碼的數量，可改變力的大小；將小車扭轉一個角度，是為了使小車受到的力不在同一直線上。
為使實驗效果明顯，應選用質量較小的小車；故選項B錯誤。

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