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7.5 运动和力
第七章 运动和力
知识点
二力平衡
知1－讲
1
1. 平衡状态
静止在桌面上的书 静止在水面上的轮船 匀速降落的神舟飞船返回舱
匀速下降的跳伞运动员
平衡状态：物体处于静止状态或匀速直线运动状态
知1－讲
2. 二力平衡
静止在桌面上的书
匀速下降的跳伞运动员
二力平衡：当一个物体在两个力的作用下处于平衡状态时，那么这两个力是相互平衡的，简称二力平衡
知1－讲
总结归纳：
二力平衡：若一个物体在两个力的作用下，保持静止状态或做匀速直线运动，我们就说这两个力互相平衡，或者说物体处于二力平衡状态。
知1－讲
关联思考(1)一个力可能是平衡力吗？
关联结果
平衡力是指两个或两个以上的力，一个力不可能是平衡力。
知1－讲
(2)受平衡力作用的物体运动状态变不变？
关联结果
物体受平衡力作用时，几个力共同作用的效果相互抵消，相当于不受力，所以受平衡力作用的物体运动状态不变。
知1－讲
(3)瞬间静止属不属于静止状态？
关联结果
瞬间静止不属于静止状态。静止状态是指时时刻刻能一直保持的速度为零的状态。
知1－练
例 1
[模拟·北京]水平地面上有甲、乙两个物体，某段时间
内其路程—时间图像如图1 所示，则这段时间内甲、乙两物体在水平方向上的受力情况是( )
A. 甲受非平衡力作用，乙受平衡力作用
B. 两物体都受非平衡力作用
C. 甲受平衡力作用，乙受非平衡力作用
D. 两物体都受平衡力作用
知1－练
解题秘方：本题考查分析图像的能力，解题关键是对平衡力的理解。
解析：由图像可知，甲通过的路程与时间成正比，做匀速直线运动，乙静止不动，甲、乙均处于平衡状态，受到的力均为平衡力。
答案：D
知1－练
1.[期中· 洛阳] 下列物体在运动过程中，运动状态不发生改变的是( )
A. 篮球加速落下
B. 火箭发射升空
C. 月球绕地球转动
D. 小车沿斜面匀速滑下
D
知2－讲
知识点
二力平衡的条件
2
1. 探究二力平衡的条件
如图2 所示，把小车放在光滑的水平桌面上，在两端的小盘中加砝码。根据下列三种情况，填写实验记录表。
知2－讲
(1)两盘中砝码的质量相等。
(2)两盘中砝码的质量不相等。
(3)两盘中砝码的质量相等，将小车在水平桌面上扭转一个小角度后释放。
知2－讲
实验次数 小车所受二力情况 小车运动情况( 填“静止”或“运动”)
大小 方向 是否在同一条直线上 1 相等 相反 是 静止
2 不相等 相反 是 运动
3 相等 相反 不是 运动
知2－讲
总结归纳：二力平衡的条件：作用在同一个物体上的两个力大小相等、方向相反，并且在同一条直线上。
由力的合成可知，二力平衡时，物体所受的合力为零。
知2－讲
2. 二力平衡条件的应用
(1)根据平衡状态确定物体受力情况。例：已知一物体处于二力平衡状态，且已知物体所受的其中一个力的大小、方向和作用点，则可推知另一个力的大小与已知力大小相等，方向与已知力方向相反，作用点跟已知力一样，都作用于该物体上。
知2－讲
(2)根据受力情况确定物体是否处于平衡状态。例：已知物体只受两个力的作用，且所受的两个力满足二力平衡的所有条件，则该物体一定处于平衡状态，否则反之。
知2－讲
关联思考为什么物体受到两个力的作用时, 其运动状态跟不受力时一样, 也能保持静止或匀速直线运动状态呢？
关联结果
这是由于物体受到的两个力的作用效果相互抵消,相当于物体不受力。
知2－讲
思想方法
对比法
在探究物体平衡和受到两个力的大小关系时控制两个力方向相反、作用于同一物体和在同一条直线上,先让两个力的大小相等观察物体是否平衡,再让两个力的大小不相等观察物体是否平衡, 对比得出结论。
知2－讲
实验要点
探究二力平衡条件的要点
(1)实验中每次只改变一个因素，控制其他因素不变。
(2)为了观察方便，选取静止状态为二力平衡状态。
(3)实验中要尽量减少阻力的影响，所以选择光滑的桌面，并确保滑轮转动灵活。
知2－练
[科学思维科学探究模拟·济南]小明用如图3 所示的实验装置“探究二力平衡的条件”。
例 2
知2－练
解题秘方：根据二力平衡的条件作答。
知2－练
(1)如图甲所示，左边用细线挂一个钩码，右边用细线挂两个钩码时，木块仍然保持静止，这时木块在水平方向上受到的力______(填“平衡”或“不平衡”)。
平衡
解析：图甲中，左、右钩码数不同，木块仍然保持静止，处于平衡状态，这时木块在水平方向上受力平衡。
知2－练
(2)小明重新设计了如图乙所示的改进装置，目的是减小______对实验的影响，小车所受拉力F3 的施力物体是______。
摩擦力
解析：图乙装置中，将木块换成小车，目的是减小摩擦力对实验的影响；拉力是弹力的一种，发生在相互接触的物体之间，细线对小车施加力F3，小车所受拉力F3 的施力物体是细线。
细线
知2－练
(3)实验时，将小车扭转一个角度，松手后小车转回原来位置，说明相互平衡的两个力作用在___________。
解析：实验时，将小车扭转一个角度，松手瞬间小车不能平衡，说明相互平衡的两个力作用在同一直线上。
同一直线上
知2－练
(4)继续对这一问题进行探究：如图丙所示，将系于轻质卡片两端的细线分别跨过高度不同的滑轮，细线两端分别挂上钩码，该装置______ (填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件。
解析：图丙中，虽然两个滑轮的高度不同，但细线仍可以在一条直线上，因此，该装置能探究二力平衡的条件。
能
知2－练
(5)在图丙中，将卡片剪开，卡片左右分开，说明平衡的两个力要作用在___________。
解析：当小卡片平衡时，用剪刀剪开小卡片，卡片左右分开，卡片不能保持平衡，由此可以得到二力平衡的一个条件是二力必须作用在同一物体上。
同一物体上
知2－练
2. 小明和小聪要探究二力平衡的条件，准备了如图所示的实验器材。
知2－练
(1)如图甲所示，小明用弹簧测力计测得铝块所受拉力大小为______N；他提出利用图甲实验装置来探究二力平衡的条件，小聪认为，若采用小明的方案， 必须测出铝块所受的拉力和重力的大小来进行比较，分析
发现， 在小明的方案中，在未知二力平衡条件
的前提下， 无法测量______力的大小，所以这
一方案不可行。
3.4
重
(1)如图甲所示，小明用弹簧测力计测得铝块所受拉力大小为______N；他提出利用图甲实验装置来探究二力平衡的条件，小聪认为，若采用小明的方案， 必须测出铝块所受的拉力和重力的大小来进行比较，分析
发现， 在小明的方案中，在未知二力平衡条件
的前提下， 无法测量______力的大小，所以这
一方案不可行。
知2－练
(2)小明又设计了如图乙所示的实验装置进行实验。当卡片平衡时，小明将卡片转过一个角度，松手后卡片不能平衡，这样做是证实__________
_____的两个力不能平衡。
(3)小明为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，下一步的做法是________________。
不在同一直
线上
用剪刀将卡片剪开
知2－练
(4)小聪在进行探究时设计了如图丙所示的实验装置，他发现当左盘和右盘放置相同的砝码时， 木块静止不动；当将图甲中的铝块放入左盘，右盘放三个重1 N 的相同砝码时木块仍静止不动，这是由于________
_________________________ 。
木块与桌
面间的摩擦力对实验有影响
知2－练
例 3
[模拟·鞍山]如图4 所示，用15 N 的力握住装水的杯子静止在空中，杯和水总重力为6 N，则杯子所受摩擦力大小为______N；若喝掉杯中一部分水后，仍按如图方式保持静止，则杯子所受摩擦力大小将______ 。
6
变小
知2－练
解题秘方：处于静止状态的物体受到平衡力的作用，根据平衡力的条件判断摩擦力的大小。
解析：用1 5 N 的力握住装水的杯子静止在空中，受力平
衡，重力与竖直方向的摩擦力平衡，大小相等，杯和水总重力为6 N，则杯子所受摩擦力大小为6 N；若喝掉杯中一部分水后，重力减小，仍按如图方式保持静止，仍受力平衡，摩擦力等于重力，则杯子所受摩擦力大小将变小。
知2－练
3. [月考· 周口] 小明立正站在地上，如果这时所受的外力都消失，则他将保持______状态； 如果他突然向上跳，离地时所受的外力全部消失， 则他将保持_________运动状态。这两种状态下，小明都是处于______(填“平衡”或“非平衡”)状态。
静止
匀速直线
平衡
知3－讲
知识点
物体受非平衡力作用时的运动
3
实验1 实验2 实验3
实验操作 将小车放在光滑水平桌面上，在盘中放一个砝码，在拉力作用下，小车的运动状态将怎样变化？ 让一个小球从斜面上某一高度处滚到纸板铺垫的水平面上，在摩擦力的作用下，小球的运动状态怎样变化？ 将小球沿斜上方抛出去，观察其运动情况。由于受到重力的作用，小球在空中的运动路径是怎样的？它的运动状态是否改变？
知3－讲
现象 在拉力F 的作用下，小车由静止变为运动，并且速度越来越快 摩擦力使小球的速度越来越慢，最后变为静止 小球在重力的作用下，运动方向不断变化，沿曲线下降
分析 结论 物体受非平衡力，运动状态发生变化
知3－讲
思想方法
归纳法
物体受到非平衡力时,物体由静止变为运动、速度越来越慢、运动方向不断变化，以上可以归纳为运动状态在发生改变,由此得出物体受非平衡力作用时,物体的运动状态是变化的。
知3－练
[模拟·成都]竖直向上抛出一个重4 N 的球后，球又落
回原处，设球在升、降过程中所受空气的阻力大小均为1 N，则球在上升过程中所受的合力大小为______N，到达最高点时受到__________(填“平衡力”或“非平衡力”)作用。
例 4
5
非平衡力
知3－练
解题秘方：采用逆推法分析，根据物体受非平衡力，运动状态发生变化可知，若物体运动状态改变，则物体受非平衡力。
解析：球在上升过程中，受到竖直向下的重力和竖直向下的阻力，球受到这两个力的方向相同，则F合=G+f=4 N+1 N=5 N。球到达最高点时只受到重力的作用，受到非平衡力的作用。
知3－练
方法分析：物体在不同的受力情况下的运动状态
知3－练
4. [模拟· 哈尔滨] 电动平衡车深受年轻人喜爱， 行驶时若以车为参照物， 车上的人是______的；人和车一起匀速转弯时人受_________(填“平衡力”或“非平衡力”)。
静止
非平衡力
运动和力
二力平衡
物体运动状态改变
物体受多个力的作用
不平衡
平衡
物体运动状态不变
条件
应用

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