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第2節 二 力 平 衡
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1.通過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.通過實驗探究二力平衡的條件；
3.會運用二力平衡的知識分析解決實際問題。
1、通過實驗探究掌握二力平衡的條件。
2、應用二力平衡條件分析、解決問題。
我們知道要改變物體的運動狀態，就必須有力作用在物體上 ，那么是不是有力作用在物體上 ，物體的運動狀態就一定改變呢？
勻速直線運動
靜止
重物被勻速吊起
可見即使有力作用在物體上，物體運動狀態也不一定改變。
勻速直線運動
靜止
重物被勻速吊起
一、平衡狀態和平衡力
靜止在桌面上的杯子
1、平衡狀態
定義：物體處于靜止狀態或勻速直線運動狀態，叫做平衡狀態。注：物體處于平衡狀態時，受平衡力作用。
勻速上升的重物
以上實例說明：
物體受力的作用時，也能保持靜止或勻速直線運動狀態，即運動狀態不變。
我們知道：力可以改變物體的運動狀態，那么為什么這些物體受到了力還會保持靜止或勻速直線運動狀態呢？這是因為物體雖然受力，但這幾個力的作用效果相互抵消，相當于物體不受力。
汽車在四個力作用下做勻速直線運動，處于平衡狀態，這四個力為兩組平衡力。
2、平衡力
如果一個物體在幾個力的作用下處于靜止或勻速直線運動狀態，我們就說這幾個力相互平衡，也叫平衡力。
F支
G
F牽
f阻
二、二力平衡
1、定義：物體同時受到兩個力作用，如果物體保持靜止或勻速直線運動狀態，那么這兩個力就彼此平衡，我們稱之為二力平衡。
F
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。
二力平衡最簡單。那么什么樣的兩個力才能使物體處于平衡狀態呢？
二力平衡的條件
兩個力的大小可能要相等
兩個力的方向可能要相反
兩個力可能要在一條直線上
兩個力應該在同一物體上
控制變量法
【猜 想】
【實驗方法】
2、探究二力平衡的條件
小車在水平方向上只受到相反的兩個力F1和F2的作用。探究F1和F2滿足什么關系時，小車可以保持平衡。
滑輪（2個）、小車、細繩、砝碼若干、兩個相同的托盤、光滑桌面等。
【設計實驗】
【實驗用品】
（1）在一邊的兩個托盤上放上等重的砝碼，即小車受到大小方向相同的兩個力，放開小車，觀察小車的運動。
【實驗步驟】
（2）在兩邊的兩個托盤上放上不等重的砝碼，即F2＞F1時，放開小車，觀察小車的運動。
（3）在兩邊的兩個托盤上放上等重的砝碼，即F2=F1時，放開小車，觀察小車的運動。
（4）在兩個托盤中各放一個質量相等的砝碼，將小車旋轉一定角度，使兩個拉力不在同一條直線上，放開小車，觀察小車的運動。
【課堂影院】探究二力平衡的條件
實驗次數 砝碼質量 拉力方向 小車狀態 小車是
否平衡
1 相等 相同，同一直線 做加速運動
2 不相等 相反，同一直線 做加速運動
3 相等 相反，同一直線 靜止狀態
4 相等 相反，不在同一直線 轉動、不能靜止
否
否
否
是
【實驗記錄】
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。
【實驗結論】
二力平衡的條件簡記：同體、等大、反向、共線。
（1）實驗中用小車代替木塊和光滑桌面的目的是減小摩擦力對實驗的影響。
（2）將小車扭轉一個角度的目的是探究相互平衡的兩個力是否在同一直線。
【實驗解讀】
(1)實驗中影響實驗效果的因素主要有:
①小車與桌面間的摩擦;
②細線與滑輪間的摩擦;
③兩托盤的質量不相等;
④桌子沒有水平放置等。
【實驗拓展】
【實驗改進】
【課堂影院】用小卡片探究二力平衡的條件
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
同一物體上
兩個物體上
沒有時間關系
同時產生，
同時消失
使物體保持平衡狀態
兩個力分別產生 各自的效果
平衡力和相互作用力
【疑難辨析】
3、二力平衡條件的應用
（1）確定力的大小和方向
對于處于平衡狀態的物體，已知一個力的大小和方向，根據二力平衡條件，就可以確定與之平衡的另一個力的大小和方向。
重力和支持力是一對平衡力，若已知G=50N，則支持力是_____N，方向____________。
重力和支持力是一對平衡力，若已知G=50N，則支持力是_____N，方向____________。
50
豎直向上
（2）根據物體的受力情況判斷物體的運動狀態（即受力決定狀態）。
受力情況 運動狀態
物體不受力時 靜止或做勻速直線運動
物體受力時 受平衡力 靜止或做勻速直線運動
受非平衡力 運動狀態改變：
從靜止開始運動、速度變化、
運動方向變化等
（3）根據物體的運動狀態判斷物體的受力情況（即狀態決定受力）
運動狀態 受力情況
靜止
做勻速直線運動
運動狀態改變
受平衡力作用或不受力
受平衡力作用或不受力
一定受到非平衡力作用
一個力的作用效果＝兩個力的作用效果
三、合力與分力
1、定義：當一個物體受到幾個力的共同作用產生的效果，與受另一個力作用產生的效果相同時，那這個力就叫做那幾個力的合力。而那幾個力就是這一個力的分力。
注：只要是平衡力合力都等于 .
2、同一直線上的兩個力的合成
（1）同一直線上，方向相同的兩個力的合力，大小等于這兩個力的大小之和即 ，方向跟這兩個力的方向相同。
F 合= F1 +F2
（2）同一直線上，方向相反的兩個力的合力，大小等于這兩個力的大小之差，方向跟較大的那個力的方向相同。
F 合= F1 – F2 (F1 > F2 )
同一直線上二力的合成規律：
力的大小 力的方向 合力的大小 合力的方向
F1、F2 (F1>F2) 相同 F＝F1＋F2 與F1和F2的
方向相同
F1、F2 (F1>F2) 相反 F＝F1－F2 與F1的方向
相同
二力平衡
平衡狀態
探究二力平衡的條件
二力平衡條件的應用
靜止
勻速直線運動
同體、等大、反向、共線
同一直線上兩個力的合成
1.關于運動和力，下列說法正確的是（ ）
A.物體處于靜止狀態，一定不受力
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，一定做勻速直線運動
D.運動的物體在平衡力作用下，一定做勻速直線運動
2.關于運動和力，下列說法正確的是（ ）
A.在平衡力的作用下，物體一定做勻速直線運動
B.靜止的物體，一定不受力的作用
C.物體在平衡力作用下，運動狀態一定改變
D.地球同步衛星繞地運行過程中，受到的力一定是非平衡力
3、下列情景中，處于平衡狀態的是(　　)　
4、在下列實例中，物體受到平衡力作用的是（ ）
A.正在圓軌道上勻速轉圈的過山車
B.減速進站的火車
C.騰空而起正在加速上升的火箭
D.在馬路上勻速直線行駛的汽車
5、【中考 蘇州】關于物體受力與運動的關系，下列說法正確的是(　　)
A．物體受平衡力作用也能做曲線運動
B．物體受非平衡力作用一定做曲線運動
C．做曲線運動的物體若只受一個力作用，力的大小和方向可能都不變
D．做曲線運動的物體若只受一個力作用，力的大小可能不變但方向一定改變
6、【中考 內江】如圖，F1等于F2，下列各對力中不屬于二力平衡的是(　　)
7、兩個力的三要素完全相同，則這兩個力(　　)
A．一定是一對平衡力
B．一定是一對相互作用力
C．可能是一對平衡力
D．一定不是一對平衡力
8、【2020 雅安】A物體受到甲、乙兩彈簧測力計向相反方向的拉力，當A物體___________時，它處于平衡狀態，如圖所示，此時彈簧測力計的示數為________N。
9、甲起重機將一臺機器沿豎直方向向上以1.5 m/s的速度勻速提升，甲起重機對機器的拉力為F1；乙起重機將同一臺機器沿豎直方向向下以0.5 m/s的速度勻速下降，乙起重機對機器的拉力為F2，則(　　)
A．F1＞F2　
B．F1＜F2　
C．F1＝F2　
D．無法確定
10、“嫦娥四號”著陸器向下噴氣獲得反推力，以較小速度向月面勻速降落。著陸器勻速降落時，重力與反推力(　　)
A．施力物體相同
B．方向相同
C．是一對平衡力
D．是一對相互作用力
11、【2020 南京】如圖甲所示，空纜車隨纜繩做勻速直線運動，在圖乙中畫出纜車的轎廂(以方框表示)受力示意圖(不計空氣阻力)。
12、物體在平衡力的作用下，將(　　)
A．一定處于靜止狀態
B．一定做勻速直線運動
C．處于靜止狀態或勻速直線運動狀態
D．以上說法都不對
13、物理書放在水平桌面上靜止，下列屬于平衡力的是（ ）
A．物理書所受的重力與物理書對桌面的壓力
B．物理書對桌面的壓力與桌面對物理書的支持力
C．物理書所受的重力與地面對桌子的支持力
D．物理書所受的重力與桌面對物理書的支持力
14、【2020 江西】如圖，小明去公園遛狗時，用力拉住拴狗的繩子，正僵持不動。此時，若不計繩子重力，以下兩個力是一對平衡力的是(　　)
A．小明拉繩子的力與狗拉繩子的力
B．狗受到的重力與地面對狗的支持力
C．繩子對狗的拉力與地面對狗的阻力
D．繩子對狗的拉力與狗對繩子的拉力
15、舉重運動員舉著杠鈴靜止在水平地面上，下列屬于平衡力的是（ ）
A．運動員對地面的壓力和地面對運動員的支持力
B．杠鈴對運動員的壓力和運動員對杠鈴的支持力
C．運動員受到的重力和地面對運動員的支持力
D．運動員和杠鈴的總重力與地面對運動員的支持力
16、【2019 襄陽】木塊在壓力F的作用下靜止在如圖所示位置，則下列各組力屬于平衡力的是(　　)
A．木塊所受的壓力和木塊對墻壁的壓力
B．木塊所受的重力和木塊所受的阻力
C．木塊所受的支持力和木塊所受的阻力
D．木塊對墻壁的壓力和墻壁對木塊的支持力
17、“頻閃攝影”是研究物體運動時常用的一種方法，圖中A、B、C、D分別是用照相機拍攝(每0.1 s拍攝一次)的小球在四種不同運動狀態下的照片，其中受到平衡力作用的是(　　)
18、【2020 安徽】如圖所示，一輕質彈簧(即重力不計)，上端掛在鐵架臺的水平橫桿上，下端掛一重為G的小球并保持靜止。圖中分別畫出了該狀態下小球和彈簧的受力示意圖。下列判斷正確的是(　　)
A．G與F3是一對平衡力
B．G與F3是一對相互作用力
C．F1與F2是一對平衡力
D．F1與F2是一對相互作用力
19．【2019 江西】電燈通過電線掛在天花板上處于靜止狀態，燈對電線的拉力和電線對燈的拉力是一對____________力，電線對燈的拉力和燈所受的重力是一對________力。
20．如圖所示，兩匹馬分別用500 N和400 N的力沿同一直線拉車，這兩個力的合力為________ N，方向向________(填“左”或“右”)。
21．如圖所示，F1、F2分別為兩個人推、拉小車上坡所用的力，這兩個力的合力F的大小是________，方向是__________________。
22．如圖所示，物體A放在水平桌面上，在水平方向受到同一直線上的兩個力F1和F2的作用，F1＝16 N，F2＝20 N，如果實際上物體在水平方向受到的合力為零，則沿水平方向物體還應受到一個力，這個力的大小和方向是(　　)
A．20 N，方向水平向左　　
B．16 N，方向水平向右
C．4 N，方向水平向左
D．4 N，方向水平向右
23．【2019 安徽】圖中物塊甲和乙處于靜止狀態。已知甲重12 N，乙重8 N，不計繩重及一切摩擦，則甲受到地面的支持力為________ N。
24．【2020 常德】在“探究二力平衡條件”的實驗中，實驗裝置如圖所示。
(1)實驗時，向左盤和右盤同時放入等重的砝碼，這時木塊保持靜止，說明一對平衡力的________；但小明在實驗時發現，若向左盤和右盤同時放入不等重的砝碼時木塊仍然保持靜止狀態，則產生這一現象的原因是木塊與桌面間存在 。
(2)現保持F1與F2相等，將木塊換成小車，然后扭轉一個角度，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________________。
(3)如果將木塊換成彈簧測力計，左右兩盤各放入重5 N的砝碼，則彈簧測力計的示數為(　　)
A．10 N 　B．5 N 　C．0 N
25.如圖甲所示是小明和同學探究二力平衡的條件時的實驗場景．
(1)小明實驗時的研究對象是____________，通過定滑輪來改變力的______，通過調整________________來改變拉力的大小．
(2)實驗中，為了方便操作判斷，應使小車處于________狀態作為平衡狀態.
(3)小明實驗時利用如圖乙所示的實驗裝置，將系在小卡片(重力忽略不計) 兩對角的細線分別跨過左右支架上的定滑輪．
①小明將卡片轉過一定角度后，再松手，觀察到卡片不能保持平衡狀態，這說明二力平衡時兩個力必須作用在____________，且方向相反．
②為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，在圖乙所示情況下，小明下一步的操作是______________________．
（4）甲、乙方案相比，_______方案更好，理由是____________________。

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