资源简介 (共53张PPT)第七章 力7.5 二力平衡目录CONTENT教学目标FIRST PART01教学内容SECOND PART02练习思考THIRD PART03课后作业FOURTH PART04教学目标1.由生活实例知道平衡状态和平衡力。2.知道二力平衡条件。3.会用二力平衡条件解决水平方向和竖直方向上简单的平衡问题。4.通过探究二力平衡的过程,提高分析、归纳能力。5.通过对平衡问题的分析,掌握画简单的受力分析示意图的方法。通过本节课,我们一起来学习物体为什么会处于静止状态或匀速直线运动状态。第4节 二力平衡课堂引入桌面上静止的苹果跳伞运动员匀速下降【观察与思考】思考:桌面上的苹果为什么会静止在桌面上?跳伞运动员为什么会匀速下降?知识点1 二力平衡1. 现象探究①吊着的灯②桌面上的花瓶受竖直向下的重力G和吊绳对它的竖直向上的拉力F拉受竖直向下的重力G和桌面对它的支持力F支GF拉GF支均处于静止状态一、二力平衡③平直公路上匀速形式的汽车④空中匀速直线飞行的飞机受竖直向下的重力G、路面对它竖直向上的支持力F支、向前的牵引力F牵和向后的阻力F阻受竖直向下的重力G、竖直向上的升力F升、向前的牵引力和向后阻力GF拉均处于匀速直线运动F阻F牵GF拉F牵F阻一、二力平衡【探究归纳】物体受到力的作用时能保持静止或匀速直线运动状态,即运动状态不变。2. 平衡状态物体受到几个力的作用时,如果仍能保持静止或匀速直线运动状态,我们就称物体处于平衡状态。匀速行走的人一、二力平衡静止的石墩观察下列图片,分析物体的受力情况,并判断物体处于怎样的运动状态。静止在屋檐下的灯笼匀速下降的运动员被匀速上提的货物GF拉GF阻GF拉灯笼、运动员和货物均处于平衡状态一、二力平衡思考:物体的速度为零时,一定处于平衡状态吗?物体以一定的初速度竖直向上抛出,当它到达最高点时,速度为零,但是受力却不平衡,只受到竖直向下的重力它并没有处于平衡状态。速度为零时,判断物体是否处于平衡状态,关键看其原状态能否“保持”。一、二力平衡3. 力的平衡:(1)平衡力:使物体处于平衡状态的两个力(或多个力)叫做平衡力。(2)二力平衡:当物体受到两个力的作用时,如果物体保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这两个力相互平衡,简称二力平衡。一、二力平衡4. 平衡力的判断方法状态判断法:即静止或匀速直线运动的物体受平衡力(在地球上完全不受力的物体是不存在的)。静止的花卉静止的钢笔匀速行驶的汽车匀速前进的人一、二力平衡思考:物体受平衡力时,是否等于物体不受力?GF支静止在桌面上的茶杯,处于平衡状态,受到G和F支的作用效果相互抵消,其运动状态没有发生改变。如果杯子不受力时,其形状不会发生改变;但是杯子受平衡力作用时,形状已经发生了改变。一、二力平衡【典例1】2023年10月26日,运载火箭搭载神舟十七号载人飞船发射升空。火箭发射时向下喷出高温、高压的燃气,火箭在推力作用下加速上升,说明物体间力的作用是 ,该推力的施力物体是 ,火箭在此过程中处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。相互的【详解】[1][2]火箭向下喷出燃气,火箭对喷出的气体有向下的力,同时火箭在推力作用下加速上升,说明气体对火箭产生了向上的推力,这说明力的作用是相互的,且火箭所受推力的施力物体是燃气。[3]火箭在加速上升的过程中,其速度是增加的,这意味着火箭所受的合力不为零,即处于非平衡状态。燃气非平衡一、二力平衡【典例2】天宫一号绕地球运动的情景如图所示。根据图中信息可判断出( )A.天宫一号的速度大小是不变的B.天宫一号所受的力是平衡的C.天宫一号不受任何力的作用D.天宫一号的运动方向不断在改变【详解】A.由图可知,天宫一号绕地球转动时,从近地点运动到远地点时,速度减小,故A不符合题意;B.天宫一号做曲线运动,所以所受的力不是平衡的,故B不符合题意;C.天宫一号仍受地球引力作用,故C不符合题意;D.天宫一号做曲线运动,运动方向不断在改变,故D符合题意。D一、二力平衡知识点2 二力平衡的条件【问题情境】如下图中静止的苹果,在重力G和支持力F支的作用下,处于平衡状态。F支G【提出问题】苹果受到的重力G和支持力F支之间满足什么关系呢?二、二力平衡的条件【设计实验】如图所示,在一张长方形轻质硬纸板的对角位置打两个孔A和B,并在A、B间画一条直线。将两根细线分别系在轻质硬纸板的 A、B两个孔上,并按如图所示进行组装。轻质硬纸板在水平方向上只受到两个力F1和F2,实验时,我们从力的三要素,即力的大小、方向、作用点三个方面去探究,看F1和F2,在满足什么关系时,硬纸板可以保持平衡。二、二力平衡的条件【实验探究】实验探究时,我们要从力的三要素,即力的大小、方向、作用点三个方面去探究,看F1和F2,在满足什么关系时,硬纸板可以保持平衡。二、二力平衡的条件【实验探究】实验1:按住轻质硬纸板,在两侧各挂等重的钩码,放手后,观察实验现象。轻质硬纸板保持静止大小相等、方向相反且作用在同一条直线上的两个力能使物体处于平衡状态。实验现象:实验现象:二、二力平衡的条件【实验探究】实验2:按住轻质硬纸板,右侧挂两个钩码,左侧挂一个钩码。放手后,观察实验现象.轻质硬纸板将不能保持静止,二向右侧运动大小不相等的两个力不能使物体保持平衡。实验现象:实验现象:二、二力平衡的条件【实验探究】实验3:两侧挂等重的钩码,将轻质硬纸板逆时针扭转一下,使轻质硬纸板的一边与桌面平行,放手后,观察实验现象轻质硬纸板会转动起来,当作用在轻质纸板上的两个力在同一条直线上时,硬纸板会停止转动,并保持静止。大小相等,方向相反,但不在同一直线上的两个力不能使物体保持平衡。实验现象:实验现象:二、二力平衡的条件【实验探究】实验4:在上述实验的基础上,沿轻质硬纸板上所画的虚线将轻质硬纸板剪断,观察实验现象不再平衡,钩码、轻质硬纸板都将落地二力平衡还有一个重要的前提,即两个力一定要作用在同一个物体上。实验现象:实验现象:二、二力平衡的条件【分析论证】当同一硬纸板受到的两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上时,硬纸板就处于平衡状态;而当不满足其中任何一条时,硬纸板不会平衡。二、二力平衡的条件【评估和交流】(1)物体的平衡状态包括静止状态和匀速直线运动状态,由于实验时匀速直线运动状态不好控制,所以采取让硬纸板处于静止状态来探究二力平衡条件。(2)实验中要选用轻质硬纸板,这样重力可以忽略不计。二、二力平衡的条件【归纳总结】二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,且作用在同一条直线上。二力平衡的条件可以归纳为四点:①同体:作用在同一物体上的两个力②等大:大小相等③反向:方向相反④共线:在同一直线上。二、二力平衡的条件(1)实验中为了减小摩擦力对实验的影响,应选择质量较 (选填“大”或“小”)的砝码进行实验;【典例3】如甲图是“探究二力平衡条件”的实验装置。大(1)砝码质量越大,对小车的拉力就越大,则摩擦力对实验的影响就会越小。二、二力平衡的条件(2)[实验结论]左右两盘放质量相等的砝码,小车保持静止,接下来进行如下操作:①左盘中再添加一个砝码,小车将运动,说明彼此平衡的两个力大小 ;②用手按住小车不动,把两个托盘放在小车的同一侧,在托盘中放入质量相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力 ;相等左右两盘放质量相等的砝码,两边的拉力相等,小车保持静止,往左盘中再添加一个砝码,小车左右两边的拉力不相等,小车将运动,则可以说明彼此平衡的两个力大小相等。把两个托盘放在小车的同一侧,然后往托盘中放入质量相等的砝码,此时两个力的方向相同,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力方向相反。方向相反二、二力平衡的条件(2)[实验结论]左右两盘放质量相等的砝码,小车保持静止,接下来进行如下操作:③把小车放在水平桌面上,保持左右两托盘中砝码质量相等,使小车静止,将小车扭转一个角度后释放,观察到小车 ,这说明相互平衡的两个力作用在 。扭转回来保持左右两托盘中砝码质量相等,使小车静止,将小车扭转一个角度,此时两个力不在同一直线,放手后会观察到小车扭转回来,这说明相互平衡的两个力要作用在同一直线。同一直线上二、二力平衡的条件补充设问[装置改进](3)为进一步探究二力平衡的条件,用如图乙所示装置进行实验,剪断小纸片,并观察随后发生的现象。由此可以得到二力平衡的又一个条件是两个力必须作用在__________ (选填“同一”或“不同”)物体上。同一剪断小纸片,左右两端的拉力不在同一物体上,会观察到小纸片往两边运动,说明不在同一物体上的两个力不能保持平衡,即二力平衡的又一个条件是两个力必须作用在同一物体上。二、二力平衡的条件【典例4】如图是一架遥控直升飞机模型,当它悬停在空中时,旋翼提供的向上的升力与重力大小 (选填“相等”或“不等”);当它匀速上升和匀速降落时,两次旋翼提供的升力是 (选填“相等”或“不等”)的;在某次竖直加速爬升的过程中,若四个悬翼同时意外停转,则飞机模型将立即 (选填“下落”或“上升”)。相等相等上升二、二力平衡的条件【答案】 相等 相等 上升【详解】[1]当直升飞机模型悬停在空中时,竖直方向所受的向上的升力与重力二力平衡,因此二者大小相等。[2]当直升飞机模型匀速上升和匀速降落时,它都处于平衡状态,受到平衡力作用,旋翼提供升力的大小等于飞机模型的重力,则两种情况下旋翼提供的升力相等。[3]直升飞机模型竖直爬升过程中,若四个旋翼同时意外停转,飞机模型不再受向上的升力,该飞机模型由于惯性还会上升,在重力的作用下它将立即减速上升。二、二力平衡的条件知识点3 二力平衡的应用GF因为物体静止,所以物体所受的重力G与地面对它的支持力F是一对平衡力,则此二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。物体重力等于拉力: G=F①分析静止在水平面上的物体的受力情况物体在两个力的作用下处于平衡状态,已知一个力的大小和方向,我们可以根据二力平衡条件求另一个力的大小和方向。1. 根据物体的平衡状态分析物体的受力情况三、二力平衡的应用GF因为物体静止,所以物体所受的重力G与弹簧测力计对它的拉力F是一对平衡力,则此二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。 物体重力等于拉力: G=F②用弹簧测力计测量物体所受重力的原理用弹簧测力计测量物体所受的重力G,利用的是二力平衡条件。三、二力平衡的应用(1)我们可以判断物体是否受力平衡。方法是首先确定研究对象,其次分析受力情况,若满足二力平衡的条件,则受力平衡;若不满足,则不平衡。例如,用 50 N 的力提着一个重 50 N 的书包不动,研究对象为书包,书包受重力和拉力作用,这两个力满足二力平衡的条件,故书包受力平衡。FG三、二力平衡的应用③有一盏悬挂着的电灯,质量为0.2千克,求电灯受到的各个力的大小及方向。FG①电灯受到的力有:重力G、拉力F,因电灯静止,所以这两个力是一对平衡力,大小相等、方向相反。②重力大小:G=mg=0.2千克×10牛/千克=2牛,方向竖直向下。③拉力大小:F=G=2牛,方向竖直向上。三、二力平衡的应用【典例5】(多选)图中,F1和F2是物体所受的方向相反的两个力,能使物体平衡的是( )【详解】AD.图中两个力作用在同一物体上,在一条直线上,大小相等,方向相反,是一对平衡力,故AD符合题意;B.图中两个力不是作用在同一直线上,故不是一对平衡力,故B不符合题意;C.图中两个力的大小不相等,故不是一对平衡力,故C不符合题意。AD三、二力平衡的应用【典例6】北京冬奥会谷爱凌勇夺金牌,为国争光。如图是谷爱凌在空中的身影,下列说法正确的是( )A.谷爱凌正处于平衡状态B.谷爱凌相对于任何参照物都是运动的C.谷爱凌此时重力变小D.谷爱凌的惯性没有发生变化三、二力平衡的应用【详解】A.谷爱凌此时受到竖直向下的重力、与其运动方向相反的阻力,这两个力不是平衡力,所以谷爱凌正处于非平衡状态,故A错误;B.以滑雪板为参照物时,谷爱凌的位置没有变化,是静止的,故B错误;C.谷爱凌此时质量不变,g的值不变,根据G=mg可知,其重力大小不变,故C错误;D.谷爱凌的质量不变,惯性大小没有发生变化,故D正确。D【典例7】(多选)起重机钢丝绳下吊着3×104 N的重物,下列情况中正确的是( )A.物体静止在空中时,钢丝绳拉力是3×104 NB.物体匀速上升时,钢丝绳的拉力大于3×104 NC.物体匀速下降时,钢丝绳的拉力小于3×104 ND.物体匀速上升和匀速下降时,钢丝绳的拉力都是3×104 N【提示】物体的平衡状态包括两种:静止状态、匀速直线运动状态.静止在空中、匀速上升、匀速下降均为平衡状态,受到的拉力和重力都是平衡力,据此求出钢丝绳的拉力大小.AD三、二力平衡的应用【典例8】分析静止于水平桌面上杯子的受力情况,以下说法正确的是( )①杯子对桌面的压力和桌子对杯子的支持力是一对相互作用力②杯子受到的重力和杯子对桌面的压力是一对相互作用力③杯子受到的重力和杯子对桌面的压力是一对平衡力④杯子受到的重力和桌子对杯子的支持力是一对平衡力A.只有①③ B.只有①④ C.只有②③ D.只有②④【详解】①杯子对桌面的压力和桌子对杯子的支持力作用在不同物体上,满足:异体、等大、反向、共线条件,是一对相互作用力,①正确;②杯子受到的重力和杯子对桌面的压力方向相同,不满足:异体、等大、反向、共线条件,因此不是相互作用力,②错误;③杯子受到的重力和杯子对桌面的压力方向相同,且不是作用在同一物体上,不满足:同体、等大、反向、共线条件,故不是平衡力,③错误;④杯子受到的重力和桌子对杯子的支持力,大小相等、作用在同一个物体上,满足:同体、等大、反向、共线条件,是一对平衡力,④正确。B三、二力平衡的应用【典例9】秋天的贵德梨香满园,请你在图中画出香梨静止时所受到的拉力和重力的示意图。GF三、二力平衡的应用课堂练习1.中国高铁以快速、平稳、舒适为世界所称道,如图所示,在水平匀速行驶的高铁上,一枚硬币稳稳的立在窗台上,下列说法正确的是( )A.硬币受到的重力与它对窗台的压力是一对平衡力B.硬币对窗台的压力和窗台对硬币的支持力是一对平衡力C.硬币受到的重力和窗台对它的支持力是一对平衡力D.硬币相对于地面是静止的C课堂练习详解见下一页【详解】A.硬币受到的重力与它对窗台的压力方向相同,作用在两个物体上,不是一对平衡力,故A错误;B.硬币对窗台的压力和窗台对硬币的支持力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故B错误;C.硬币受到的重力和窗台对它的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故C正确;D.在水平匀速行驶的高铁上,此时硬币相对于地面的位置发生了改变,所以是运动的,故D错误。课堂练习2.如图,小明驾驶平衡车在水平路面上匀速直线运动时,下列说法正确的是( )A.平衡车所受的重力与地面对平衡车的支持力是一对平衡力B.小明所受的重力与平衡车对小明的支持力是一对相互作用力C.平衡车受到小明的压力与平衡车对小明的支持力是一对相互作用力D.小明所受的重力与小明对平衡车的压力是一对平衡力【详解】A.平衡车和人的总重力等于地面对平衡车的支持力,平衡车所受的重力与地面对平衡车的支持力大小不相等,不是一对平衡力,故A错误;B.小明所受的重力与平衡车对小明的支持力都作用在同一物体上,不是一对相互作用力,故B错误;C.平衡车受到小明的压力与平衡车对小明的支持力,大小相等、方向相反、作用在两个相互接触的物体上,是一对相互作用力,故C正确;D.小明所受的重力与小明对平衡车的压力方向相同,不是一对平衡力,故D错误。C课堂练习3.跳水是我国在国际比赛中的优势项目。跳水运动员站在跳板上静止时,她对跳板的压力与她受到的支持力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”),运动员越靠近跳板末端站立,跳板被压得越弯,说明力的作用效果与力的 有关。运动员被弹起上升到最高点时,她处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态.相互作用力作用点非平衡课堂练习4.室内天花板悬线上挂着一只吊灯。吊灯受到重力和 ,这两个力的施力物体分别是 和悬线,这两个力是一对 。【详解】[1][2]室内天花板悬线上挂着的吊灯,它主要受到两个力的作用。首先,吊灯受到重力的作用,这是由于地球对吊灯的吸引而产生的。因此,重力的施力物体是地球。其次,吊灯还受到悬线的拉力作用,这是因为悬线将吊灯悬挂起来,对吊灯有一个向上的拉力。所以,拉力的施力物体是悬线。[3]重力和拉力,都作用在吊灯上,且它们的大小相等、方向相反、作用在同一直线上。根据平衡力的定义,我们可以判断这两个力是一对平衡力。拉力地球平衡力课堂练习5. 如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景:(1)在图甲装置中,分别向左盘和右盘同时加入砝码,使作用在小车上的两个拉力方向 ,并通过调整砝码的数量来改变拉力的大小;车左侧的砝码对其施加向左的拉力,右侧的砝码对其施加向右的拉力,两个拉力方向相反。相反课堂练习5. 如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景:(2)一名同学向左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码时,小车处于静止状态,改变其中一端的砝码数量,发现小车无法保持静止状态。由此说明两个力必须 才能平衡;实验时,向左盘和右盘中同时加入一个相等质量的砝码时,小车在水平方向受到的拉力相等,处于静止状态,改变其中一端的砝码数量,拉力不等,则小车无法保持静止状态,这表明平衡的两个力需要大小相等。大小相等课堂练习5. 如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景:(3)另一名同学把小车转过一个角度,松手后观察到小车会发生转动,最后恢复到静止状态,说明两个力必须作用在 才能平衡;当小车平衡时,将小车转过一个角度,松手后小车不能静止,说明两个力必须作用在同一条直线上才能平衡。同一直线上课堂练习5. 如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景:(4)小明同学完成实验后,提出了一个猜想:只受一个力作用的物体也能保持平衡状态。为了验证该猜想,他将一个小球用一根细线悬挂起来,如图乙所示,剪断细线后小球下落,如图丙所示。由实验可知,小明的猜想是_____(选填“正确”或“错误”)的。当小车平衡时,将小车转过一个角度,松手后小车不能静止,说明两个力必须作用在同一条直线上才能平衡。错误课堂练习2025Thank you for watching!谢谢观看 展开更多...... 收起↑ 资源预览