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7.3 力的平衡
素养目标
1.经历活动的观察和分析,建立平衡状态概念。
2.经历实验探究,概述二力平衡条件。
3.列举二力平衡条件在日常生产和生活中的应用。
◎重点:概述二力平衡条件,比较平衡力和相互作用力。
【预习导学】
生活中的物理
惊险的表演
走钢丝是中国传统的杂技项目,杂技演员在高空的钢丝上摇晃却不会掉落,惊险又刺激。每当看到杂技演员在钢丝上骑摩托车,总觉得非常佩服。细心的你会发现,杂技演员骑的摩托车进行了改造,他们的表演其实是有惊无险的。
　　【问题】杂技演员在钢丝上轻松地骑摩托车有惊无险,其中蕴含着什么奥秘 要完成这个任务需要掌握以下知识。
重点梳理
知识点一 二力平衡
　　1.平衡状态:物体在几个力的作用下保持 或 ,我们就说该物体处于平衡状态。
　　2.二力平衡:如果物体在两个力作用下处于 状态,这两个力就互称为平衡力,简称二力平衡。
对点自测
如图所示,教室里悬挂着的吊灯处于静止状态,吊灯所受重力的平衡力是 ( )
A.悬绳对吊灯的拉力
B.天花板对悬绳的拉力
C.吊灯对悬绳的拉力
D.悬绳对天花板的拉力
【参考答案】
知识点一
1.静止 　匀速直线运动状态
2. 平衡
对点自测
A
知识点二 二力平衡条件
1.在探究二力平衡条件的实验中,纸板的质量 ,相对于钩码的拉力,纸板的重力可以 。
　　2.二力平衡条件:作用在 物体上的两个力,大小 、方向 、作用在 直线上。
【参考答案】
知识点二
1.很小　忽略不计
2.同一　相等　 相反　同一
【合作探究】
任务驱动一 探究二力平衡条件
提出问题:处于平衡状态的物体会保持静止或匀速直线运动状态。若只考虑最简单的二力平衡情况,满足什么条件的两个力才会使物体处于平衡状态呢
猜想假设:使物体平衡的两个力应该大小相等,方向相反。
进行实验:准备实验装置,用方形塑料片作为受力物体,塑料片的两个对角分别用线穿过并系牢,线的另两端绕过演示板上的滑轮并挂上钩码。实验装置、步骤和现象如表:
实验装置 实验步骤与现象
(1)按住塑料片,两端分别挂上不等重的钩码,放手后,塑料片将 保持静止而向 侧移动
(2)两边挂等重的钩码,将塑料片扭转一定的角度,使二力不在 上,放手后,塑料片将
(3)步骤(2)中的塑料片最后将静止,如左图;按住塑料片,在两边增挂等重的钩码,放手后,塑料片保持
(4)在上述探究基础上再按如左图所示沿虚线将塑料片一剪为二,平衡被破坏,钩码、塑料片
　　交流与评估:
(1)实验中,方形塑料片有什么要求 为了减小摩擦力,滑轮使用时要注意什么
　　
(2)相互平衡的两个力与相互作用的两个力的最明显的区别是什么
　　
　　(3)实验中采用悬挂法有什么优点
　　
　　(4)实验中,使用定滑轮有什么好处 (写出两点)
　　
【参考答案】
任务驱动一
(1)不能　左　(2)同一条直线　转动　(3)静止
(4)都下落
(1)答:方形塑料片的质量很小,相对于钩码的拉力,塑料片的重力可以忽略。另外,在实验中,滑轮一定要润滑。
(2)答:它们最明显的区别是,二力平衡的两个力是作用在同一物体上的,而相互作用的两个力是作用在不同的物体上的。
(3)答:可以减小摩擦、提高可视度,便于探究活动的进行。
(4)答:使用定滑轮的好处:①可以改变力的方向;②用滚动代替滑动,可以减小绳子与桌面之间的摩擦等。
任务驱动二 证明滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数
我们知道两个物体间力的作用是相互的,当把其中的一个力称为作用力时,另一个力就叫作反作用力。牛顿第三定律告诉我们:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。如图所示,这是在“探究滑动摩擦力大小”实验中,用弹簧测力计测量摩擦力大小的示意图。当水平拉动物体A 匀速运动时,弹簧测力计的示数F'(弹簧所受A 的拉力)就表示物体A 所受摩擦力f 的大小,即F'= f。请你依据牛顿第三定律和二力平衡的条件对此加以证明。
【参考答案】
任务驱动二
答:因为物体A处于平衡状态,物体A在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,所以弹簧测力计对物体的拉力等于物体所受摩擦力,即F=f;而测力计对物体A的拉力F与物体A对测力计的拉力F'是一对作用力与反作用力,由牛顿第三定律可知F=F',所以F'=f。
任务驱动三 学以致用
你知道杂技演员在钢丝上轻松地骑摩托车有惊无险的奥秘吗
【参考答案】
任务驱动三
答:由于改造后的装置的重心始终与钢丝对摩托车及人向上的支持力保持在同一直线上,由此能使该装置始终保持平衡状态。

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