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7.3 二力平衡
一、课程导入：物体 “静止或匀速” 的奥秘
（一）情境观察与提问
实物展示与现象分析：在讲台上摆放三组物体 ——①静止在桌面上的书本；②用弹簧测力计竖直匀速拉起的钩码；③在光滑水平面上匀速滑动的小车。邀请学生分析这些物体的受力情况：“书本静止、钩码匀速上升、小车匀速滑动，它们都处于‘运动状态不变’的状态。为什么这些物体的运动状态不改变？它们受到的力有什么特点？”
知识衔接：回顾上一节力的合成 —— 当同一直线上两个反向力大小相等时，合力为 0N，物体运动状态不变。提问：“这种‘合力为 0、运动状态不变’的情况，在物理学中被称为‘二力平衡’。那么，二力平衡需要满足哪些条件？它与我们之前学的‘相互作用力’有什么区别？”
导入目标：通过 “运动状态不变” 的物体受力分析，引出 “二力平衡” 的概念，明确本节课核心 —— 探究二力平衡的条件，区分二力平衡与相互作用力，理解二力平衡在生活中的应用。
二、知识点 1：二力平衡的定义与前提
（一）二力平衡的定义
当一个物体受到两个力的作用时，如果这两个力的作用效果相互抵消（合力为 0N），物体保持静止状态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”。
关键词解析：
“两个力”：二力平衡的研究对象是 “一个物体受到的两个力”，而非多个力（多个力平衡可通过力的合成简化为二力平衡）；
“合力为 0”：这是二力平衡的本质，两个力的作用效果相互抵消，相当于物体不受力，因此遵循牛顿第一定律，运动状态不变；
“运动状态不变”：包括 “静止” 和 “匀速直线运动” 两种情况，二者的共同特点是速度大小和方向均不改变。
（二）二力平衡的前提
二力平衡的前提是 “物体运动状态不变”，即物体处于平衡状态（静止或匀速直线运动）。只要物体处于平衡状态，它受到的力（无论多个还是两个）的合力一定为 0，若简化为两个力，则这两个力必然平衡。
例：静止的吊灯受到重力和拉力，匀速行驶的汽车受到牵引力、阻力、重力和支持力（可简化为水平方向牵引力与阻力平衡，竖直方向重力与支持力平衡）。
三、知识点 2：二力平衡的条件（实验探究）
要判断两个力是否平衡，需满足特定条件，我们通过实验探究 “二力平衡的四个条件”。
（一）实验设计思路
采用 “控制变量法”，使用带挂钩的小车（或硬纸片）作为受力物体，通过改变两个力的大小、方向、作用线是否共线、是否作用在同一物体上，观察物体是否保持平衡状态（静止或匀速直线运动），从而确定二力平衡的条件。
（二）实验器材与操作
实验器材：带挂钩的小车（或轻质硬纸片）、两端带定滑轮的铁架台、细线、钩码（若干，每个 50g，重力约 0.5N）、水平桌面（光滑，减小摩擦影响）、剪刀（剪断硬纸片用）。
实验步骤与现象分析：
| 实验环节 | 操作内容 | 实验现象 | 结论（是否平衡） |
|----------|----------|----------|--------------------|
| 1. 探究 “大小是否相等” | 小车两端细线绕过定滑轮，一端挂 2 个钩码（1N），另一端挂 1 个钩码（0.5N），其他条件相同（方向相反、共线、同一物体） | 小车向挂 2 个钩码的一侧运动，运动状态改变 | 大小不相等，二力不平衡 |
| 2. 探究 “方向是否相反” | 小车两端细线均挂 2 个钩码（1N），细线均向同一方向绕过定滑轮（方向相同），其他条件相同 | 小车向细线拉动的方向运动，运动状态改变 | 方向不相反，二力不平衡 |
| 3. 探究 “作用线是否共线” | 小车两端细线均挂 2 个钩码（1N），方向相反，但将一端细线偏离小车中心（两力作用线不共线），其他条件相同 | 小车发生转动，运动状态改变 | 作用线不共线，二力不平衡 |
| 4. 探究 “是否作用在同一物体” | 用轻质硬纸片代替小车，两端挂 2 个钩码（1N），方向相反、共线，硬纸片静止；用剪刀将硬纸片剪成两半，观察现象 | 硬纸片剪成两半后，两半分别向两侧运动，运动状态改变 | 不作用在同一物体，二力不平衡 |
| 5. 验证 “四条件均满足” | 小车两端细线均挂 2 个钩码（1N），方向相反、作用线共线、作用在小车上，其他条件相同 | 小车保持静止（或匀速直线运动），运动状态不变 | 四条件均满足，二力平衡 |
（三）实验结论
二力平衡的条件（四个 “同一”）：
大小相等：两个力的大小必须相等（\(F_1 = F_2\)）；
方向相反：两个力的方向必须相反，且在同一直线上；
作用在同一直线上：两个力的作用线必须在同一条直线上（不共线会导致物体转动）；
作用在同一物体上：两个力必须作用在同一个物体上（作用在不同物体上属于相互作用力）。
简言之：“等大、反向、共线、同体”，四个条件缺一不可。
四、知识点 3：二力平衡与相互作用力的区别
学生常混淆 “二力平衡” 与 “相互作用力”（如 “书本受到的重力与桌面对书本的支持力” 是二力平衡，“书本对桌面的压力与桌面对书本的支持力” 是相互作用力），需通过对比明确区别。
对比维度
二力平衡
相互作用力（作用力与反作用力）
受力物体
两个力作用在同一物体上
两个力作用在两个不同物体上（A 对 B 的力，B 对 A 的力）
力的性质
两个力性质可不同（如重力是引力，支持力是弹力）
两个力性质一定相同（如都是弹力、都是摩擦力）
力的效果
两个力作用效果相互抵消，物体处于平衡状态
两个力作用效果分别体现在两个物体上，不能抵消（如 A 对 B 的力使 B 运动，B 对 A 的力使 A 运动）
同时性
两个力同时产生、同时消失（如撤去拉力，重力仍在，但平衡状态被打破）
两个力同时产生、同时消失、同时变化（如 A 对 B 的压力消失，B 对 A 的支持力也消失）
实例
静止书本：重力（地球对书本）与支持力（桌面对书本）
书本与桌面：书本对桌面的压力（书本对桌面）与桌面对书本的支持力（桌面对书本）
五、知识点 4：二力平衡的生活实例与应用
（一）常见的二力平衡实例
静止物体的二力平衡：
挂在天花板上的吊灯：受到竖直向下的重力（G=5N）和竖直向上的拉力（F=5N），满足 “等大、反向、共线、同体”，二力平衡，吊灯静止；
放在桌面上的文具盒：受到竖直向下的重力（G=2N）和竖直向上的支持力（F=2N），二力平衡，文具盒静止。
匀速运动物体的二力平衡：
匀速竖直上升的气球：受到竖直向上的浮力（F=10N）和竖直向下的重力（G=10N），二力平衡，气球匀速上升；
匀速水平行驶的自行车：水平方向受到向前的牵引力（F=30N）和向后的阻力（f=30N），二力平衡；竖直方向受到重力（G=500N）和支持力（N=500N），二力平衡，自行车匀速行驶。
（二）二力平衡的实际应用
测量物体重力：用弹簧测力计竖直匀速拉起物体时，物体受到的拉力与重力二力平衡，弹簧测力计的示数等于物体的重力（如测量钩码重力时，示数等于钩码重力）；
设计匀速运动设备：汽车、高铁等交通工具在匀速行驶时，需通过调节发动机功率，使牵引力等于阻力，实现二力平衡，保证匀速行驶，减少能耗；
建筑安全设计：起重机吊起重物时，需确保钢绳的拉力等于重物的重力（二力平衡），才能使重物匀速上升或静止，避免拉力过大导致钢绳断裂；
体育器材设计：单杠运动员静止在单杠上时，手对单杠的拉力与运动员的重力平衡，设计单杠时需确保单杠能承受等于运动员重力的拉力。
六、知识点 5：二力平衡的常见误区与纠正
（一）常见误区
误区 1：“物体处于静止状态，一定受到二力平衡”—— 忽略了 “物体不受力” 的情况（理想状态下，不受力的物体也会静止），且实际中物体可能受到多个力平衡（如三个力合力为 0）；
误区 2：“两个力大小相等、方向相反，就一定是二力平衡”—— 忘记 “共线、同体” 两个条件（如两个力大小相等、方向相反，但作用在两个物体上，是相互作用力，而非二力平衡）；
误区 3：“物体运动状态改变，一定不受平衡力”—— 正确，但易混淆 “运动” 与 “运动状态改变”（匀速运动是运动状态不变，受平衡力；加速运动是运动状态改变，不受平衡力）；
误区 4：“二力平衡的两个力，一定是水平方向或竖直方向”—— 二力平衡的方向可任意（如斜面上静止的物体，重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡，方向沿斜面）。
（二）纠正方法
实例对比：用 “静止的书本（二力平衡）” 和 “不受力的物体（理想状态）” 对比，说明静止不一定受二力平衡；用 “书本对桌面的压力与桌面对书本的支持力（相互作用力）” 和 “书本的重力与支持力（二力平衡）” 对比，强调 “同体” 的重要性；
条件记忆：牢记二力平衡的四个条件 “等大、反向、共线、同体”，判断时逐一核对，避免遗漏；
运动状态分析：无论物体方向如何，只要速度大小和方向不变（匀速直线运动或静止），就处于平衡状态，受平衡力。
七、课堂小结
二力平衡的定义：物体受两个力，合力为 0，保持静止或匀速直线运动状态；
二力平衡的条件：等大、反向、共线、同体，四个条件缺一不可；
与相互作用力的区别：核心是 “受力物体是否相同”（二力平衡同体，相互作用力异体）；
应用：测量重力、设计匀速设备、建筑安全等，均基于二力平衡原理。
八、课堂练习
（一）基础题
下列情况中，物体受到的两个力属于二力平衡的是（ ）
A. 书本对桌面的压力和桌面对书本的支持力
B. 汽车受到的牵引力和阻力（汽车匀速行驶）
C. 人推墙的力和墙对人的作用力
D. 苹果受到的重力和苹果对地球的引力
（答案：B，解析：A、C、D 均为相互作用力（异体）；B 中汽车匀速行驶，牵引力与阻力等大、反向、共线、同体，是二力平衡）
一个物体在两个力的作用下处于静止状态，若其中一个力的大小为 5N，方向水平向右，则另一个力的大小和方向分别是（ ）
A. 5N，水平向右 B. 5N，水平向左 C. 10N，水平向右 D. 10N，水平向左
（答案：B，解析：二力平衡需等大、反向，因此另一个力大小 5N，方向水平向左）
（二）提升题
为什么匀速行驶的自行车，关闭发动机后会逐渐停下来？请结合二力平衡的知识解释。
（答案：关闭发动机前，自行车匀速行驶，水平方向牵引力与阻力二力平衡，合力为 0，运动状态不变；关闭发动机后，牵引力消失，仅剩下阻力（水平向左），此时水平方向受力不平衡，合力向左，与运动方向相反，根据力是改变运动状态的原因，自行车速度逐渐减小，最终停下来）
如图所示（假设图中物体为静止的木块），木块受到水平向左的拉力 F =3N，水平向右的拉力 F =3N，竖直向下的重力 G=5N，竖直向上的支持力 N=5N。请分析：（1）F 与 F 是否为二力平衡？（2）G 与 N 是否为二力平衡？（3）木块整体是否处于平衡状态？
（答案：（1）F 与 F 满足 “等大（3N）、反向（水平左与右）、共线、同体（木块）”，是二力平衡；（2）G 与 N 满足 “等大（5N）、反向（竖直下与上）、共线、同体（木块）”，是二力平衡；（3）木块受到的四个力中，水平和竖直方向均二力平衡，合力为 0，因此木块处于平衡状态（静止））
九、课后作业
实践作业：
家庭小实验：①用弹簧测力计竖直匀速拉起一个苹果，记录测力计示数，该示数等于苹果的重力（二力平衡）；②观察家中 3 个处于平衡状态的物体（如静止的电视、匀速转动的风扇扇叶 —— 注：扇叶是匀速圆周运动，运动状态改变，不处于平衡状态，需选择静止或匀速直线运动的物体），分析它们受到的平衡力。
情境判断：判断下列情况是否为二力平衡，并说明理由 ——①匀速上升的电梯；②加速行驶的汽车；③静止在斜面上的木块。
书面作业：完成课本对应练习题，重点练习 “二力平衡条件的判断”“与相互作用力的区别”“平衡状态的分析” 相关题目，巩固本节课知识点，为后续 “力与运动的综合应用” 做好准备。
沪科版2024版物理八年级全册
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
7.3 二力平衡
第七章 力与运动
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
根据牛顿第一定律的内容，物体不受力时保持静止状态或匀速直线运动状态，结合同一直线上的二力合成，物体所受合力为零时，物体也会处于静止状态或匀速直线运动状态吗？
将木块放在水平桌面上，木块处于静止状态，木块是否受力？
思考：物体的运动状态与物体所受的力之间有着怎样的关系呢？
在水平表面上做匀速直线运动的小车，运动状态不变，小车是否受力？
受到重力和支持力，保持静止。
分析桌面上的课本的受力情况和运动状态。
物体受到几个力作用时，也能保持静止或匀速直线运动状态吗？
任务一、认识物体平衡状态
F1
F2
F3
F4
1.平衡力
物体受到几个力作用时，也能保持静止或匀速直线运动状态。
静止在桌面的书本
匀速行驶在平直路面的汽车
物体处于平衡状态时，所受的几个力互称平衡力。
任务一、认识物体平衡状态
钩码分别处于什么状态？钩码受到哪些力的作用？
将钩码挂在弹簧测力计的挂钩上，提起弹簧测力计静止在空中。匀速提着弹簧测力计上升、下降。
物体在受到力的作用时，也能保持静止状态或匀速直线运动状态。
2.平衡状态
任务一、认识物体平衡状态
物体在受到几个力作用时，如果能保持静止或匀速直线运动状态，我们就说物体处于平衡状态。使物体处于平衡状态的几个力叫做平衡力。
任务二、探究二力平衡条件
合作探究
作用在物体上的二力要满足什么条件才会平衡呢？
请同学们设计实验方案和记录数据的表格，并分组进行探究实验，将数据和结论填入所制表格中。
任务二、探究二力平衡条件
合作探究
二力平衡条件：
作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡，这两个力称为一对平衡力。
简记：同体、等值、反向、共线
任务二、探究二力平衡条件
研究对象 平衡力 相互作用力
相同点 ①大小相等；②方向相反；③作用在同一条直线上 不同点 ①作用在一个物体上； ②可以是不同性质的力； ③受平衡力的物体失去一个力，物体的运动状态将改变 ①作用在不同的物体上；
②是相同性质的力；
③同时存在，同时消失
归纳总结
任务二、探究二力平衡条件
桌面上静止的木块
匀速直线行驶的汽车
悬挂着的灯泡
二力平衡的应用
任务二、探究二力平衡条件
合作探究
应用二力平衡的知识可以解决的问题：
①判断两个力是否平衡；
②知道一个力求另外一个力
1.物体如果在两个力的作用下，能保持______或___________
____状态，我们就说该物体处于平衡状态。这两个力就互称
为________。
2.二力平衡的条件：作用在__________上的两个力大小
_______、方向______、作用在__________上。
静止
匀速直线运动
平衡力
同一物体
相等
相反
同一直线
1星题 知识过关
平衡状态与平衡力
1.下列物体处于平衡状态的是( )
B
A.加速冲向终点的百米运动员
B.正在匀速直线行驶的高铁
C.沿光滑滑梯下滑的小男孩
D.正在升空的火箭
2. 如图所示，“问天”“梦天”像是
空间站张开的两翼，绕着地球飞翔。此时
空间站受到__________(填“平衡力”或“非
平衡力”)的作用，你判断的依据是空间站
绕着地球飞行时__________不断改变。
非平衡力
运动状态
探究二力平衡的条件
3.小点同学在做“探究二力平衡条件”的实验。
【实验思路】在物体上施加两个力使物体平衡，分析这两个
力之间的关系。
【实验过程】将系于轻质小卡片两对角的细线分别跨过左右
支架上的滑轮，在细线的两端挂上等质量的钩码，如图甲所
示，此时小卡片保持静止。
(1)本实验研究的是___两个力的
平衡条件。
B
A.两边钩码对细线的拉力
B.两边细线对小卡片的拉力
(2)实验中要选择______(填“较轻”或“较重”)的小卡片做实验。
较轻
(3)实验过程中，小点在右侧加挂了一个钩码，由静止释放卡
片发现卡片向右加速运动，由此可以得到二力平衡的一个条
件是：相互平衡的两个力必须__________。
大小相等
(4)小点将图甲中卡片旋转一定角
度，如图乙所示，松手后发现卡
片又恢复图甲原状。这说明两个
同一直线上
(5)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图
甲所示情况下，小点下一步操作是______________________
___。
把小卡片从中间剪成两半
力必须作用在____________才能平衡。
二力平衡条件的应用
4.[2024·三明期末] 图中作用在小金龙玩偶上的两个力 、
，属于一对平衡力的是( )
C
A. B. C. D.
5.[2024·福州期末] 如图所示的是处于僵持
不动中“人象大战”的情景。与众人对绳子
的拉力是一对平衡力的是( )
A
A.大象对绳的拉力 B.大象受到的重力
C.众人受到的重力 D.地面对大象的支持力
6.小明推静止在水平地面上的桌子，他使用的是水平向左的
力，但没有推动。则此时推力______(填“大于”“小于”或“等
于”)摩擦力。
等于
7.某工地的一台吊车以的速度将 的重物匀速
向上提起，这时钢索对重物的拉力是________ ；若钢索改
为以 的速度使重物匀速下降，此时钢索对重物的拉力
大小是________ ，方向是__________。当钢索拉着重物静
止时，钢索对重物的拉力是________ 。
竖直向上
物体“匀速直线运动”“匀速直线下降”“匀速直线
上升”等 平衡状态 平衡力。
2星题 情境应用
(第8题)
8.如图，汽车在平直公路上匀速前进，下列四对
力中，属于平衡力的有( )
A
①汽车受到的重力和支持力
②汽车受到的牵引力和阻力
③汽车受到的重力和牵引力
④汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力
A.①② B.②④ C.①③ D.①④
(第9题)
9.［立德树人·传统文化］[2024·合肥一模] 舞
狮是我国最具特色的传统文化。如图所示，狮
子“乙”站在水平地面上，狮子“甲”站在狮子
“乙”身上静止。下列说法正确的是( )
B
A.“乙”受到的重力与地面对它的支持力是一对平衡力
B.“甲”受到的重力与“乙”对“甲”的支持力是一对平衡力
C.“甲”对“乙”的压力与“甲”的重力是一对相互作用力
D.“乙”对地面的压力与地面对它的支持力是一对平衡力
二力平衡
平衡状态
物体做匀速直线运动
平衡力与相互作用力的区别
物体处于静止
二力平衡的条件
1
同体、等大、反向、共线
1、如图所示，放在水平桌面上的木块处于静止状态，下列各对力中是平衡力的是（ ）
A、木块的重力和木块对桌面的压力
B、木块对桌面的压力和桌面对木块的支持力
C、木块的重力和桌面对木块的支持力
D、木块的重力和木块对地球的吸引力
C
2、用手握住酒瓶，酒瓶不会掉下来的原因是（ ）
A、手握酒瓶的力大于酒瓶受到的力
B、手对酒瓶的压力与酒瓶受到的重力相平衡
C、手对酒瓶的摩擦力与酒瓶受到的重力相平衡
D、手对酒瓶的摩擦力大于酒瓶受到的重力
C
3、有一重为 9.8 N的木块，在水平桌面上滑动时受到 0.2 N的摩擦力，要使它在水平面上做匀速直线运动，所受的水平拉力应为______N；要使它在竖直方向上匀速上升，则在竖直方向上的拉力应为______N。
0.2
9.8
4、某工人用 100 N的水平力推一放在水平地面上的木箱，没有推动，则木箱受到的摩擦力为______N；改用 150 N的水平力推木箱，也没有推动，此时木箱受到的摩擦力为_______N。
150
100
必做作业：从教材习题中选取；
选做作业：完成练习册本课时的习题.
谢谢观看！

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