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7.5 二力平衡
【基础知识清单】
1．物体的平衡状态分为两种： 和 。
2．二力平衡的条件是：作用在 上的两个力，大小 ，方向 ，并且作用在 上。
【知识深层理解】
(
图7
-
5
-
1
)一、平衡状态
1．概念：物体的平衡状态分为两种：静止和匀速直线运动。如图7-5-1所示，静止在水平桌面上的咖啡杯和匀速上升的气球都是平衡状态。
二、平衡力
(
静止在地面上的砖块
F
G
G
F
匀速上升电梯中的小孩
图7-5-2
)处于平衡状态的物体受到的力叫做平衡力，处于平衡状态的物体可能同时受到多个力的作用，如果物体只受到两个力而处于平衡状态，这种情况叫做二力平衡。如图7-5-2所示，静止在水平地面上的砖块，在地面的支持力和本身重力的作用下平衡；在匀速上升电梯中的小孩，在本身重力和电梯的支持力作用下平衡。这些都是在两个力的作用下处于平衡状态，属于二力平衡。
三、探究二力平衡的条件
1．探究二力平衡中两个力的大小关系：
(
乙
v
甲
静止
图7-5-3
)
（1）实验过程：
①如图7-5-3甲所示，在两端挂相同的钩码时，观察物体的运动情况；
②如图7-5-3乙所示，在两端挂不同的钩码时，观察物体的运动情况。
（2）实验现象：在两端挂相同的钩码时，物体保持静止；挂不同的钩码时，物体加速运动。
（3）实验结论：二力平衡中两个力的大小必相等。
2．探究二力平衡中两个力方向的关系：
（1）实验过程：
①如图7-5-4甲所示，把两个相同的钩码分别挂在两端，观察物体的运动情况；
②如图7-5-4乙所示，把两个相同的钩码挂在一端，观察物体的运动情况。
(
乙
v
甲
静止
图7-5-4
)
（2）实验现象：两个相同的钩码分别挂在两端时，物体保持静止；挂在一端时，物体不能保持静止。
（3）实验结论：二力平衡中两个力的方向必相反。
3．探究二力平衡中的两个力是否在同一直线上：
（1）实验过程：如图7-5-5所示，把纸板扭转，放手后观察纸板的运动情况。
(
图7-5-5
甲
乙
)
（2）实验现象：把纸板扭转，放手后纸板不会静止，做旋转运动，直到两个力在同一直线上时才会静止。
（3）实验结论：二力平衡中的两个力必在同一直线上。
4．探究二力平衡中的两个力是否必须作用在同一物体上：
（1）实验过程：
①如图7-5-6甲所示，把两个相同的钩码分别挂在两端，观察物体的运动情况；
②如图7-5-6乙所示，用剪刀把纸片剪开，观察物体的运动情况。
(
甲
乙
图
7-5-6
v
v
)
（2）实验现象：把两个相同的钩码分别挂在两端，物体保持静止；用剪刀把纸片剪开，两个物体向相反的方向移动起来。
（3）实验结论：二力平衡中的两个力必作用在同一物体上。
【总结】
（1）二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反，并且作用在同一直线上。
（2）物体受到的两个力必须同时符合4个条件才是平衡力。
四、二力平衡与物体运动状态的关系
物体的平衡状态有两种：静止和匀速直线运动。物体在相互平衡的两个力的作用下，一定处于平衡状态，但运动方式有两种可能：静止或匀速直线运动。如果物体在两个力的作用下处于静止或匀速直线运动状态，那么这两个力一定是一对平衡力
，两个力的大小一定相等，方向一定相反，并且作用在一条直线上。
(
G
F
支
图7-5-7
)五、二力平衡与相互作用力的区别
1．二力平衡的特点：
（1）作用在同一物体上；
（2）大小相等；
（3）方向相反；
（4）作用在同一直线上。
如图7-5-7所示，桌面上静止的水杯受到的重力和支持力是一对平衡力。
2．相互作用力的特点：
（1）作用在两个物体上；
（2）大小相等；
(
F
1
F
2
图7-5-8
)（3）方向相反；
（4）作用在同一直线上。
如图7-5-8所示，运动员踢球时，脚给球的力和球给脚的力是一对相互作用力。
3．二力平衡和相互作用力的比较：经过对比可以发现，二者的唯一区别在于两个力是作用在同一物体上，还是作用在两个物体上。
项目 二力平衡 相互作用力
相同点 1 大小相等
2 方向相反
3 作用在同一直线上
不同点 作用在一个物体上 作用在两个物体上
(
图7
-
5
-
9
)【例题1】如图7-5-9所示，对于静止在水平桌面上的茶杯，下列说法正确的是（ ）
A．茶杯受到的重力和茶杯对桌面的压力是一对相互作用力
B．茶杯受到的重力和桌面对茶杯的支持力是一对平衡力
C．茶杯受到的重力和茶杯对桌面的压力是一对平衡力
D．茶杯受到的重力与桌面对茶杯的支持力是一对相互作用力
(
G
F
支
F
支
F
压
图7-5-10
)解析：如图7-5-10所示，首先要分析出各个力分别是哪个物体受到的力，在重力、支持力和压力当中，重力和支持力是茶杯受到的，压力是桌面受到的力。根据二力平衡的知识知道，平衡的两个力必须是作用在同一物体上，所以重力和支持力是一对平衡力；根据相互作用力的知识知道，相互作用的两个力必须是作用在两个物体上，并且方向相反，所以支持力和压力是一对相互作用力，故选B。答案：B
【例题2】吊车吊起100N的货物以1m/s的速度匀速上升，所用拉力是 N，若以2m/s的速度匀速上升，所用拉力是 N，若以1.5m/s的速度匀速平移，所用拉力是 N，匀速下降拉力是 N，吊着物体静止时，拉力是 N。
分析：在上述的所有过程中，无论物体匀速上升、匀速下降、匀速水平运动还是静止，
都是平衡状态，都是二力平衡，拉力都等于重力，所以拉力都等于100N。
答案：100，100，100，100，100
【哲理故事】
程门立雪
北宋大学问家杨时，在40多岁时与好友游酢一起去向程颐求教，凑巧赶上程颐在屋中打盹儿。杨时便劝告游酢不要惊醒老师，于是两人静立门口，等老师醒来。一会儿下起了鹅毛大雪，越下越急，杨时和游酢却还立在雪中，游酢实在冻得受不了，几次想叫醒程颐，都被杨时拦住了。程颐一觉醒来，才发现门外的两个“雪人”。
礼仪是律己、敬人的一种行为规范，是表现对他人尊重和理解的过程和手段。古人云：“不学礼，无以立。”文明礼仪不仅是个人素质、教养的体现，也是个人道德和社会公德的体现。

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