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(共66张PPT)
第八章 运动和力
第2节 二力平衡
2022春人教版八年级（下）物理同步精品课件
学习内容导览
第2节 二力平衡
平衡状态
二力平衡
条件的应用
二力平衡
的条件
01
02
学习目标
03
依据生活经验认识平衡力和平衡状态的概念，会判断物体受到的力是否为平衡力。
经历探究二力平衡条件的实验过程，归纳、总结出结论。
会利用二力平衡的知识分析解决实际问题。
第2节 二力平衡
复习知识
①牛顿第一定律：
一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
② 由牛顿第一定律可知：
当物体不受力时，总保持原来的运动状态不变，原来静止的物体始终静止；如果原先运动，就始终以原来的速度做匀速直线运动。
物体不受力时
运动状态不变
静止状态或匀速
直线运动状态
导入新课
①在我们周围的一些物体在力的作用下总是保持静止。
能不能反过来说，凡是保持静止状态或匀速直线运动状态的物体都没有受到外力呢？
运动员处于静止状态
石块处于静止状态
饮料杯处于静止状态
导入新课
②生活中的一些物体在力的作用下可能做匀速直线运动。
在受力的情况下，物体有时也会保持静止或匀速直线运动状态。这是为什么？
飞机在空中水平匀速飞行
跳伞运动员匀速降落
第2节 二力平衡
平衡状态
目 录
Contents
二力平衡
的条件
二力平衡
条件的应用
课堂总结练习
动手动脑学物理
一、平衡状态
支持力N
重力G
杯子受到的力有：
重力G与桌面支持力F。
分析常见物体的受力情况
电灯受到的力有：
重力G与拉力F。
拉力F
重力G
1. 常见物体的受力分析
一、平衡状态
①静止在桌面上的杯子
②静止的电灯
发动机牵引力 F
空气阻力 f
③空中匀速飞行的飞机在水平方向上受的力有：
飞机在水平方向上受的力有：
发动机的牵引力F、空气的阻力 f。
一、平衡状态
1. 常见物体的受力分析
④水平面上做匀速直线运动的小汽车
支持力N
重力G
阻力f
牵引力F
在水平方向上：
牵引力F、
空气与地面的阻力f
在竖直方向上：
汽车的重力G、
地面的支持力N
1. 常见物体的受力分析
一、平衡状态
①平衡力与平衡状态
物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力相互平衡，这几个力就叫做平衡力。这个物体所处的状态就叫做平衡状态。
一、平衡状态
2. 平衡力和平衡状态
②平衡状态的两种情况：
静止状态；匀速直线运动状态。
③二力平衡：
物体只受两个力时的平衡状态叫二力平衡。
一、平衡状态
2. 平衡力和平衡状态
视频观看——《力的平衡状态》
一、平衡状态
一、平衡状态
【例题1】不计空气阻力，下列物体处于平衡状态的是（ ）
D
A.在空中自由下落的石块
B.在圆形跑道上匀速跑步的运动员
C.竖直向上抛出的篮球
D.沿笔直斜坡匀速上行的汽车
A.在空中自由下落的石块，下落速度越来越快，运动状态改变；
B.在圆形跑道上匀速跑步的运动员，运动方向改变，运动状态改变；
C.竖直向上抛出的篮球，上升速度改变，
D.沿笔直斜坡匀速上行的汽车，匀速直线运动，运动状态不变。
所以选D
2. 平衡力和平衡状态
平衡状态
目 录
Contents
二力平衡
的条件
二力平衡
条件的应用
课堂总结练习
动手动脑学物理
二、二力平衡的条件
下面通过实验探究二力平衡的条件。
物体受两个力时可以处于平衡状态，例如人站在地面上受两个力的作用：重力与支持力。当人处于平衡状态时，这二力之间有怎样的关系呢？
①两个力的大小可能要相等
②两个力的方向可能要相反
③两个力可能要在同一直线上
④两个力可能要作用在同一物体上
支持力N
重力G
二、二力平衡的条件
想一想
设计实验
2. 实验装置如图所示。
3. 明确研究对象——小车。
对小车进行受力分析，小车水平方向所受的拉力大小与托盘中砝码质量的多少有关。换句话说，拉力的大小可以通过质量的多少来改变。
1. 实验器材：
小桌、小车、托盘、砝码。
二、二力平衡的条件
②把两个托盘放在小车的同侧，加入相等的砝码，放手后观察小车运动状态的变化。
①通过两边分别加质量不同的砝码和质量相同的砝码，放手后观察两次小车运动状态的变化。
4. 实验方法
③在两托盘中加相等的砝码，使小车静止，用手旋转小车至某一角度，使两个力不作用在同一直线上，放手后观察小车运动状态的变化。
④用两个相同的小车分别系住一个托盘，用手按住，保证二力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，放手后观察小车运动状态的变化。
二、二力平衡的条件
①探究二力平衡与两力的大小关系
控制二力作用在同一小车上、方向相反、沿同一条直线，两边分别加质量不同的砝码和质量相同的砝码，放手后观察两次小车运动状态的变化
进行实验与收集数据
二、二力平衡的条件
②探究二力平衡与两力方向之间的关系
用手按住小车不动，把两个托盘放在小车的同侧，加入相等的砝码，放手后观察小车运动状态的变化。
进行实验与收集数据
二、二力平衡的条件
在两托盘中加相等的砝码，使小车静止，用手旋转小车至某一角度，使两个力不作用在同一直线上，放手后观察小车运动状态的变化（图丙）。
③探究二力平衡与两力是否沿同一直线的关系
进行实验与收集数据
二、二力平衡的条件
④探究两力平衡与两力是否作用在同一物体上之间的关系
用两个相同的小车分别系住一个托盘，用手按住，保证二力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，放手后观察小车运动状态的变化。
进行实验与收集数据
二、二力平衡的条件
分析与论证
1. 操作①中，法码质量不同时，小车两边受到的拉力大小不同、方向相反、在一条直线上，小车由静止变为运动；砝码质量相同时，小车不动，其运动状态没有改变。
2. 操作②中，静止的小车虽然受到两个大小相等的力的作用，但是由于方向相同，小车不是保持静止状态，而是由静止变为运动。
3. 操作③中，小车发生转动，运动状态发生改变。
4. 操作④中，放手后两个小车的运动状态都发生了改变，由静止变为运动。
二、二力平衡的条件
二力平衡的条件：
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。
4. 实验结论：
二、二力平衡的条件
交流与评估
1. 本实验中选用了小车而不选用木块，是为了减小摩擦给实验带来的误差。
2. 本实验设计的优点是：可以不考虑物体的重力对实验的影响。
3. 实验中，桌面必须水平，否则小车的重力会影响实验。
4. 实验中，如果两侧的砝码个数不相等但小车仍然处于静止状态，则原因是小车受到桌面的静摩擦力比较大.
二、二力平衡的条件
方案二、用小卡片探究二力平衡的条件
1. 该方案以小卡片为研究对象，钩码通过定滑轮对卡片施加力的作用。
2. 当两线端所挂钩码质量相等时，小卡片静止；当两线端所挂钩码质量不等时，小卡片运动；把小卡片转过一个角度，再松手时，小卡片转动；用剪刀把小卡片从中间剪开，再松手时，小卡片运动。
3. 本方案选用硬纸片的原因是减小摩擦对实验的影响，但是还受重力，因此对实验结论也有影响。
4. 定滑轮的作用是改变力的方向。
二、二力平衡的条件
交流与评估
视频观看——《探究二力平衡的条件》
二、二力平衡的条件
【例题2】如图甲所示是小明同学设计组装的“探究二力平衡的条件”实验装置。
（1）实验中，小明将系于小车两端的线分别跨过桌面左右两端的滑轮，在线两端的小盘上放上砝码，通过调整___________来改变F1和F2的大小；
砝码个数
二、二力平衡的条件
（2）实验中，保持F1和F2大小相等，用手将小车扭转一个角度，松手后，小车将______（选填“转动”或“保持静止”），设计这一步骤是为了探究两个力是否______________；
（3）小华同学设计组装了如图乙所示的实验装置，比较甲、乙两种实验装置，______的实验装置更合理，原因是该设计减小了__________对实验的影响。
在同一直线上
转动
摩擦力
甲
（3）甲实验中小车受到的是滚动摩擦力，乙实验中小车受到的是滑动摩擦力，而滚动摩擦力小于滑动摩擦力，甲实验装置更加的合理，可以减小摩擦力对实验的影响。
二、二力平衡的条件
平衡状态
目 录
Contents
二力平衡
的条件
二力平衡
条件的应用
课堂总结练习
动手动脑学物理
三、二力平衡条件的应用
G
F
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=F
①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。
三、二力平衡条件的应用
1. 根据物体的平衡状态分析物体的受力情况
1. 分析物体的受力
G
F
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=F
②用弹簧测力计测量物体所受重力的原理
三、二力平衡条件的应用
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。
1. 分析物体的受力
③有一盏悬挂着的电灯，质量为0.5千克，求电灯受到的各个力的大小及方向。
F
G
①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=0.5千克×9.8牛/千克=4.9牛，
方向竖直向下。
③拉力大小：F=G=4.9牛，方向竖直向上。
三、二力平衡条件的应用
1. 分析物体的受力
支持力N
重力G
阻力f
牵引力F
以在水平路面上运动的小车为例进行分析：
水平路面上运动的小车受到的力有：
在竖直方向上有重力G、地面支持力N；
在水平方向上有汽车发动机的牵引力F和地面与空气的阻力f。
三、二力平衡条件的应用
2. 根据物体的受力情况判断运动状态
2. 分析物体的运动
支持力N
重力G
阻力f
牵引力F
三、二力平衡条件的应用
以在水平路面上运动的小车为例进行分析：
①若牵引力等于阻力，则二力平衡，小车向左做匀速直线运动
③若牵引力小于阻力，二力不平衡，小车向左做减速直线运动
②若牵引力大于阻力，二力不平衡，小车向左做加速直线运动
2. 分析物体的运动
①受到平衡力
运动状态
不发生改变
保持静止或
匀速直线运动
②受非平衡力
运动状态
要发生改变
运动的速度或
方向发生改变
三、二力平衡条件的应用
3. 运动和力的关系
3. 运动和力的关系
桌面
G
N
N
F
木块受到的力：重力G与
地面对木块的支持力N
这是一对平衡的二力
木块对地面有一个压力F、
地面对木块有一个支持力N
这是一对相互的二力
以木块为
研究对象
分别以木块、
地面为研究对象
分析地面上木块的受力情况，想一想哪些是平衡力？哪些力是相互的力？
三、二力平衡条件的应用
【例题3】静止放在水平桌面上的台灯，受到的平衡力是（ ） 　　　　
A．台灯的重力和桌面对台灯的支持力
B．台灯对桌面的压力和桌面对台灯的支持力
C．台灯对桌面的压力和桌子受到的重力
D．台灯的重力和台灯对桌面的压力
研究对象是台灯。台灯在竖直方向受到的力有：重力、桌面的支持力。
因为台灯是静止的，所以这两个力是一对平衡力。
三、二力平衡条件的应用
A
选项A正确
平衡状态
目 录
Contents
二力平衡
的条件
二力平衡
条件的应用
课堂总结练习
四、 课堂总结
课堂总结
课堂总结（1）
①平衡力：
物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动
状态，我们就说这几个力相互平衡，这几个力就叫做平衡力。
这个物体所处的状态就叫做平衡状态。
②平衡状态：静止状态、匀速直线运动状态
③二力平衡条件：
作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，
并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。
④二力平衡条件的应用
根据平衡状态分析物体的受力情况
根据受力情况分析物体的运动情况
二力平衡
课堂总结（3）
作用在同一物体上
作用在两个物体上
平衡力
相互作用力
平衡的两个力，作用在同一物体上，
而相互的作用力作用在两个物体上。
大小相等
方向相反
大小相等
方向相反
作用在同一直线上
作用在同一直线上
平衡力与相互作用力的区别
平衡状态
目 录
Contents
二力平衡
的条件
二力平衡
条件的应用
课堂总结练习
动手动脑
学物理
动手动脑学物理
1. 在图中，F1和F2是物体所受的方向相反的两个力，哪些情况下，这两个力是平衡的？
BCD图中的两个力是平衡的。
根据二力的平衡条件：二力作用在同一物体上，大小相等、方向相反，并且在同一条直线上。所以BCD符合题意。
动手动脑学物理
2. 在平直的地面上，一个人沿水平方向用20牛的力推一辆小车匀速向西运动，试画出小车所受阻力的大小和方向。
f= 20N
v
动手动脑学物理
人沿水平方向用力推一辆小车匀速向西运动，小车所受阻力与推力是一对平衡力，所以小车所受阻力的大小为20牛，方向水平向东。
3. 质量为40kg的小船静止在水面上，它除了受到重力之外，还受到另外一个力的作用，这个力的大小等于多少？方向如何？试着画出小船受力的示意图？
小船所受重力大小：
G=mg=40kg×10N/kg=400牛，方向竖直向下；
小船受到的另一个力的大小也为400N，方向竖直向上。
F
G
动手动脑学物理
4. 在水平公路上匀速行驶的太阳能汽车受到几对平衡力的作用？为什么说
它们是互相平衡的？请在
图上画出汽车受力的示意图。
在水平公路上匀速行驶的太阳能汽车，受到两对平衡力的作用。
在水平方向上，汽车受到的牵引力F牵和阻力F阻是一对平衡力；
在竖直方向上，汽车所受的重力G和支持力F支是一对平衡力。
因为这两对力中的每一对力都是大小相等、方向相反的，作用在同一条直线上，且都作用在汽车上，因此他们相互平衡。
F支
G
F牵
F阻
v
动手动脑学物理
平衡状态
目 录
Contents
二力平衡
的条件
二力平衡
条件的应用
课堂练习
课 堂 练 习
动手动脑
学物理
1. 根据物体的受力情况，下图中的哪个物体能保持静止状态？
F1
F2
A
B
C
D
F2
F2
F1
F1
F1
F2
C图物体能保持静止。因为二力大小相等、方向相反、沿同一直线，且作用在同一物体上，所以二力能平衡。
2. 小华用绳子提着一条鱼静止不动，此时鱼受到的平衡力是 和 这一对力。如果鱼的重力为5牛，则拉力为_____牛，拉力的方向是_________。
鱼的重力
绳子对鱼的拉力
5
竖直向上
鱼受到的力有：重力、绳子的拉力。
因为鱼静止不动，所以这两个力是一对平衡力，则大小相等、方向相反、沿同一直线，且作用在同一物体上。
3. 2022年3月28日在亚洲杯女足决赛中，中国姑娘在落后两球的情况下，顽强拼搏，最终实现了史诗般的逆转，赢得冠军。如图所示是中国队员“头球攻门”的情景，当运动员用头顶球时球的运动方向改变了，说明力能改变物体的 __________（选填“形状”或“运动状态”）。在草坪上滚动的足球，受到的力______平衡力（选填“是”或“不是”）。
用头顶球时球的运动方向改变了，即足球的运动状态发生了改变，说明力能改变物体的运动状态。
不是
运动状态
在草坪上滚动的足球，会慢慢停下来，足球的运动状态发生了变化，足球受到的力不是平衡力。
4. 图示为小张测量体重时的情景，静止时体重计对他的支持力为F1，他对体重计的压力为F2，他受到的重力为G，则（　　）。
A. F2与G是一对平衡力
B. F1与F2是一对平衡力
C. F1与F2 一对相互作用力
D. F1与G是一对相互作用力
C
解析见下页
A．他对体重计的压力为F2 ，他受到的重力为G，方向都是向下的，故并不是平衡力，故A不符合题意；
BC．静止时体重计对他的支持力为F1 ，他对体重计的压力为F2 ，是两个物体间的作用力，互为施力物体，互为受力物体，两个力的大小相等，方向相反，故是一对相互作用力，故B不符合题意；C符合题意；
D．静止时体重计对他的支持力为F1 ，他受到的重力为G，是同一个物体受到的两个力，两个力的大小相等，方向相反，故是一对平衡力，故D不符合题意。故选C。
5. 2022年2月6日，不服输、敢拼搏、懂团结的中国女足第9次捧起亚洲杯冠军奖杯（如图）。在比赛过程中（　　）。
A. 静止在水平草地上的足球只受重力
B. 将足球踢飞说明力可以改变物体的形状
C. 在空中运动到最高点的足球受力不平衡
D. 草地上滚动的足球因不受力而逐渐停下
C
解析见下页
A．静止在水平草地上的足球受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，这两个力是一对平衡力，故A不符合题意；
B．脚对足球用力，足球被踢飞，力改变了足球的运动状态，故B不符合题意；
C．在空中运动到最高点的足球有水平方向的速度，不是处于静止或匀速运动状态，所受的力不是平衡力，故C符合题意；
D．草地上滚动的足球逐渐停下，是因为受到阻力的作用，阻力改变了足球的运动状态，故D不符合题意。故选C。
6. 在2022北京冬奥会短道速滑男子1000米比赛中，中国选手任子威获得金牌。图甲是他正全力通过弯道、图乙是他获胜后站立在水平赛场中央大声欢呼的情形，下列说法正确的是（　　）
A. 通过弯道过程中他处于平衡状态
B. 站立时他受到的重力和他对冰面的压力是一对相互作用力
C. 站立时他受到的重力和他对冰面的压力是一对平衡力
D. 图甲中他的手对冰面的压力与冰面
对他的手的支持力是一对相互作用力
D
解析见下页
A．通过弯道过程中，他的运动状态发生改变，他不处于平衡状态，故A错误；
B．站立时，他受到的重力和他对冰面的压力两个力的方向相同，故不是相互作用力，故B错误；
C．站立时他受到的重力和他对冰面的压力这两个力的方向相同，故不是平衡力，故C错误；
D．图甲中他的手对冰面的压力与冰面对他的手的支持力，这两个力大小相等，方向相反，施力物体和受力物体互为彼此，同时产生，同时消失，故是一对相互作用力，故D正确。
故选D。
7. 起重机的钢丝绳下吊一个重为2000牛的货物，在下列情况下，钢丝绳的拉力分别是多少
(1)当货物静止时：__________
(2)货物以1米/秒匀速上升：_________
(3)货物以1.5米/秒匀速下降：__________
2000牛
2000牛
2000牛
拉力F与重力G是一对平衡力，大小相等。
货物在竖直方向上受到的力有：重力G、拉力F。
货物无论是静止、匀速直线上升或下降，货物都处于平衡状态，这两个力都是一对平衡力，所以大小相等。
拉力的大小与物体匀速运动的速度无关。
8. 关于运动和力，下列说法正确的是（ ）
A. 物体处于静止，一定不受外力
B. 物体在平衡力作用下，一定保持静止状态
C. 物体在平衡力作用下，一定作匀速直线运动
D. 运动的物体在平衡力作用下，一定作匀速直线运动
D
物体在平衡力作用下，会保持静止或匀速直线运动状态。
静止的物体在平衡力作用下，一定静止；
运动的物体在平衡力作用下，一定作匀速直线运动。
所以选项D正确。
9. 关于二力平衡的说法中，正确的是（ ）
A. 一个物体受到两个力作用，若处于匀速直线运动状态，这两个力一定是平衡力
B. 做匀速直线运动的物体，一定只受到一对平衡力作用
C. 只要两个力大小相等、方向相反，并作用在一条直线上，这两个力一定是平衡力
D. 以上情况都有可能
A
①一个物体受到两个力作用，若处于静止或匀速直线运动状态，这两个力一定是平衡力。
②二力平衡条件是：大小相等、方向相反、同一直线、作用在同一物体上。 所以选项A正确。
10．如图甲、乙所示，小强用形状不规则的薄板、重垂线、大头针、直尺和记号笔等器材进行实验。
②该实验所应用的物理知识有：
　 　、　 　。（写出两点）
①观察图中的实验过程及现象可知，小强同学的实验目的是用悬挂法找　 ；根据图乙，说明他判断的重心是　 。
解析见下页
①观察图中的实验过程及现象可知，小强同学的实验目的是用悬挂法找　 　；根据图乙，说明他判断的重心是　 。
②该实验所应用的物理知识有：_________
（写出两点）。
①由图知，是利用“悬挂法”来确定形状不规则薄板的重心位置；当薄板静止时，由二力平衡条件可知重力和拉力的作用线在同一直线上，重心既在l1上，又在l2上，故薄板的重心在l1、l2的交点处；
②该实验应用的物理知识有：重力的方向竖直向下；二力平衡条件。
【答案】①不规则薄板的重心；薄板的重心在l1、l2的交点处；
②二力平衡的条件；重力的方向始终竖直向下。
11．某物理学习小组在“探究二力平衡的条件”实验时，自制了一套如图所示的实验装置，将系于小卡片（重力可忽略不计）两对角的细线，分别跨过左右支架上的定滑轮。
（1）本实验观察的对象是______；
（2）在细线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向______（选填“相同”或者“相反”），并通过调整钩码的数量来改变两端拉力的______ .
（1）实验中通过观察小卡片能否静止，确定其是否处于平衡状态，
故研究对象是小卡片。
（2）细线两端挂上钩码，两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个方向相反的拉力，拉力的大小等于钩码的重力，钩码的数量越多，拉力就越大。
小卡片
相反
大小
（3）当两端所挂钩码数量相同时，把小卡片转至如图所示位置，松手时小卡片将______（选填“转动”或“静止”），说明不在同一直线上的两个力____（选填“能”或“不能”）平衡；
（4）将小纸片从中间用剪刀剪断，发现小纸片运动，说明______在同一物体上的两个力平衡。
（3）小卡片转过一个角度，小卡片两端的拉力就不在一条直线上，纸片就会转动，说明不在同一直线上的两个力不能平衡。
（4）将小纸片从中间用剪刀剪断，两个力不在同一个物体上，小纸片运动，说明作用点在同一物体上的两个力平衡。
转动
不能
作用点
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