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第八章 運(yùn)動(dòng)和力
八下物理 RJ
第2節(jié) 二力平衡
3.會(huì)運(yùn)用二力平衡的知識(shí)解決實(shí)際問題。
2.通過實(shí)驗(yàn)探究二力平衡的條件。
1.掌握平衡力和平衡狀態(tài)的概念，會(huì)判斷物體受到的力是否為平衡力。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
課堂導(dǎo)入
視頻
跳傘運(yùn)動(dòng)
問題：運(yùn)動(dòng)員跳傘時(shí)，他和傘在空中受到重力和阻力的作用。在這兩個(gè)力的作用下，運(yùn)動(dòng)員和傘在某個(gè)階段會(huì)沿豎直方向勻速下落。這種情況下，運(yùn)動(dòng)員和傘所受的重力和阻力應(yīng)該有怎樣的關(guān)系呢
F阻
G總
牛頓
課堂導(dǎo)入
物體不受力時(shí)
牛頓第一定律
靜止?fàn)顟B(tài)或
勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變
物體受力時(shí)
變速運(yùn)動(dòng)
運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化
不存在
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)，我們就說這幾個(gè)力相互平衡，物體處于平衡狀態(tài)。
新知探究
一、平衡狀態(tài)和平衡力
知識(shí)點(diǎn)1 平衡狀態(tài)和平衡力
被提起的水桶
新知探究
物體受平衡力作用時(shí)，幾個(gè)力的作用效果相互抵消，相當(dāng)于不受力。
F阻
G總
G
F1
F2
勻速下落
F支
G
F阻
F
推而不動(dòng)
知識(shí)點(diǎn)1 平衡狀態(tài)和平衡力
桌面上的花瓶
新知探究
F支
G
F拉
G
懸掛的吊燈
如果一個(gè)物體在兩個(gè)力的作用下保持平衡狀態(tài)，那么我們稱之為二力平衡。
二力平衡
知識(shí)點(diǎn)1 平衡狀態(tài)和平衡力
F支
G
F阻
F牽
平直公路上勻速行駛的汽車
多力平衡
例1、不計(jì)空氣阻力，下列物體處于平衡狀態(tài)的是（ ）
典型例題
靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
A.在空中自由下落的蘋果
B.在圓形跑道上勻速跑步的運(yùn)動(dòng)員
C.豎直向上拋出的石子
D.沿筆直斜坡勻速上行的汽車
加速
曲線
先減速后加速
D
勻速直線
新知探究
知識(shí)點(diǎn)2 二力平衡的條件
如果處于平衡狀態(tài)下的物體只受兩個(gè)力作用，這兩個(gè)力要滿足什么條件才能平衡呢？
兩個(gè)力的作用效果要能相互抵消，那么它們大小一定相等。
剛剛那些實(shí)例中，兩個(gè)力都作用在一個(gè)物體上，并且方向都是相反的。
這兩個(gè)力還需要作用在一條直線上。
新知探究
知識(shí)點(diǎn)2 二力平衡的條件
實(shí)驗(yàn)
探究二力平衡的條件
實(shí)驗(yàn)思路
要想找到物體在兩個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)兩個(gè)力之間的關(guān)系，應(yīng)該先想辦法在物體上施加兩個(gè)力使物體平衡，然后在物體平衡時(shí)測(cè)量這兩個(gè)力，看看這兩個(gè)力之間存在怎樣的關(guān)系。
新知探究
知識(shí)點(diǎn)2 二力平衡的條件
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
把小車放在光滑的水平桌面上，同時(shí)給小車兩端各施加一個(gè)力的作用，觀察小車在什么條件下能保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。
F1
F2
可以通過改變砝碼的質(zhì)量來改變拉力大小；
……
新知探究
知識(shí)點(diǎn)2 二力平衡的條件
實(shí)驗(yàn)過程
把小車放在光滑的水平桌面上，向掛在小車兩端的托盤里加砝碼。觀察小車在什么條件下會(huì)保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。
1.使兩個(gè)托盤里的砝碼質(zhì)量不相等；（F1＜F2）
F2
F1
新知探究
知識(shí)點(diǎn)2 二力平衡的條件
實(shí)驗(yàn)過程
把小車放在光滑的水平桌面上，向掛在小車兩端的托盤里加砝碼。觀察小車在什么條件下會(huì)保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。
2.使兩個(gè)托盤里的砝碼質(zhì)量相等；（F1＝F2）
F2
F1
新知探究
知識(shí)點(diǎn)2 二力平衡的條件
實(shí)驗(yàn)過程
3.保持兩個(gè)托盤里的砝碼質(zhì)量相等，把小車在水平桌面上扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度后釋放；（F1＝F2）
F2
F1
新知探究
知識(shí)點(diǎn)2 二力平衡的條件
實(shí)驗(yàn)過程
……
F2
F1
F1
F2
方向相同
作用在兩個(gè)物體上
新知探究
知識(shí)點(diǎn)2 二力平衡的條件
實(shí)驗(yàn)記錄
小車在水平方向所受二力的情況 小車運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變
大小 方向 是否在一條直線上 不相等
相等
相等
……
相反
是
是
相反
是
否
相反
否
是
新知探究
知識(shí)點(diǎn)2 二力平衡的條件
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
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。
二力平衡的條件
注意：（1）所用的兩個(gè)托盤要相同。
（2）應(yīng)選擇較光滑的桌面和質(zhì)量較小的小車，這樣
可以減小阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。
同體、等大、反向、共線
新知探究
知識(shí)點(diǎn)2 二力平衡的條件
例2、在圖中，F(xiàn)1和F2是物體所受的方向相反的兩個(gè)力，哪些情況下，這兩個(gè)力是平衡的？
典型例題
F1 = 2N
F2 = 2N
F1 = 10N
F2 = 10N
F1 = 10N
F1 = 9N
F1 = 5N
F2 = 5N
甲
乙
丙
丁
同體、等大、反向、共線
不共線
不等大
知識(shí)梳理
區(qū)別 平衡力 相互作用力
相同點(diǎn) 不同點(diǎn) 作用對(duì)象
作用時(shí)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(gè)不同物體上
沒有時(shí)間關(guān)系
同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失
使物體保持
平衡狀態(tài)
兩個(gè)力分別產(chǎn)生
各自的效果
如圖用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量重力，若此時(shí)拉力F=0.5N，則鉤碼的重力是_____N，拉力的方向是_________。
新知探究
知識(shí)點(diǎn)3 二力平衡條件的應(yīng)用
對(duì)于處于平衡狀態(tài)的物體，已知一個(gè)力的大小和方向，根據(jù)二力平衡條件，就可以確定與之平衡的另一個(gè)力的大小和方向。
0.5
豎直向上
1.確定力的大小和方向
F＝0.5N
G＝0.5N
新知探究
知識(shí)點(diǎn)3 二力平衡條件的應(yīng)用
2.根據(jù)物體的受力情況判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
受力情況 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
物體不受力時(shí)
物體受力時(shí) 受平衡力
受非平衡力
靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)
靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)
運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變：從靜止開始運(yùn)動(dòng)、速度變化、運(yùn)動(dòng)方向變化等
新知探究
知識(shí)點(diǎn)3 二力平衡條件的應(yīng)用
3.根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷物體的受力情況。
運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 受力情況
靜止
做勻速直線運(yùn)動(dòng)
運(yùn)動(dòng)狀態(tài)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
例3、 在平直的路面上，一個(gè)人沿水平方向用20N的力推著一輛重為150N的小車勻速向西運(yùn)動(dòng)，則小車所受阻力的大小和方向分別為（ ）
A.20N，向西 B.20N，向東
C.150N，向西 D.150N，向東
典型例題
F支
G＝150N
F阻
F推＝20N
B
阻力與推力是一對(duì)平衡力
練習(xí)1．起重機(jī)以1 m/s的速度勻速吊起一個(gè)重物，鋼絲繩對(duì)重物的拉力是6 000 N。若起重機(jī)吊著這個(gè)物體以2 m/s的速度勻速下降，這時(shí)鋼絲繩對(duì)重物的拉力是（ ）
A．12 000 N
B．6 000 N
C．3 000 N
D．無法判定
練習(xí)鞏固
解析：
兩個(gè)過程中拉力和重力都是一對(duì)平衡力，而物體的重力不變，所以兩次拉力都等于重力，等于6 000 N。
F
G
B
二力平衡
平衡狀態(tài)
課堂小結(jié)
靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
同體、等大、反向、共線
探究二力平衡的條件
二力平衡條件的應(yīng)用
由平衡力中一個(gè)力求另一個(gè)力；由受力情況判斷運(yùn)動(dòng)情況；由運(yùn)動(dòng)情況判斷受力情況。
跳傘運(yùn)動(dòng)過程中的阻力和速度
1.在下列事例中，受平衡力作用的物體是（ ）
A. 正在圓形軌道上運(yùn)動(dòng)的過山車
B. 減速進(jìn)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
隨堂練習(xí)
解析：根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷物體的受力情況，物體靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體可能受平衡力。
運(yùn)動(dòng)方向在變化
D
速度大小在變化
隨堂練習(xí)
2.（長(zhǎng)沙中考）滑雪運(yùn)動(dòng)包含了很多科學(xué)知識(shí)，如圖是小雪正在滑雪的場(chǎng)景，下列說法正確的是（ ）
A.小雪受到的重力與滑雪板對(duì)小雪的支持力是一對(duì)相互作用力
B.小雪對(duì)滑雪板的壓力與小雪受到的重力是一對(duì)平衡力
C.小雪用滑雪桿加速滑行，說明力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因
D.小雪在水平滑道滑向終點(diǎn)時(shí)，停止用力不能立即停下來是因?yàn)樗哂袘T性
平衡力
不是平衡力
D
力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因
隨堂練習(xí)
3.在水平公路上沿直線勻速行駛的公交車受到幾對(duì)平衡力的作用 為什么說它們是互相平衡的 若以圖中的長(zhǎng)方形表示這輛汽車，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出汽車受力的示意圖。
v
解析：公交車受到水平和豎直方向上兩對(duì)平衡力的作用；因?yàn)楣卉噭蛩僦本€行駛，所以它受平衡力。
F支
G
F阻
F牽

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