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第八章 运动和力
第2节 二力平衡
1.通过探究活动能够分析归纳得出二力平衡条件，感受科学探究的方法。
2.能说出二力平衡的条件，在彼此平衡的二力中已知一个力，能够推断另一个力的大小和方向。
3.会判断处于平衡状态的物体所受到的平衡力。
4.能区分平衡力和相互作用力。
物体不受力时
静止
或
匀速直线运动
重点研究
请说出牛顿第一定律的内容
运动状态不变
静止
或
匀速直线运动
变速运动
物体受力时
桌子上的杯子
悬吊的电灯
它们各处于怎样的状态？它们分别受到哪些力的作用？
静止
静止
F
G
F支
F压
G
知识点一：平衡状态和平衡力
观察思考1
热气球
高铁
它们各处于怎样的状态？它们分别受到哪些力的作用？
匀速行驶
G
匀速上升
F升
F牵
F阻
观察思考1
F
F支
G
G
F牵
F阻
G
F升
静止状态
匀速直线运动状态
力的平衡
1.物体在受到几个力的作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡。
只受两个力
二力平衡
2.静止状态或匀速直线运动状态又叫平衡状态。
那么什么样的两个力才能使物体处于平衡状态呢？
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
想一想
知识点二：二力平衡的条件
猜 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。
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。
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
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。
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
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。
视频观看——《探究二力平衡的条件》
分析与论证
1. 操作①中，砝码质量不同时，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。
二力平衡的条件：
作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡。
平衡力合力为零
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.
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。
受二力
静止状态
匀速直线运动状态
反向
二力平衡
同体
等大
共线
已知一个力的大小和方向，可求另一个力的大小和方向
知识点三：二力平衡条件的应用
如图所示，将物体挂在弹簧测力计下静止时，弹簧测力计的示数就表示物体所受重力的大小。
问题：如果弹簧测力计拉着钩码在竖直方向上，匀速上升或匀速下降运动，示数会怎样呢？
分析：因为钩码做匀速直线运动，所以钩码受到的重力和拉力是一对平衡力，
得：F拉=G钩码=F示数=4N
G=4N
F拉=4N
分析思考
物体只受拉力和重力的作用
G物体=4N
静止：F示数=4N
匀速上升：F示数=4N
匀速下降：F示数=4N
G=4N
F拉=4N
分类 平衡力 相互作用力
定义
受力体
施力体
相同点 不同点
两个物体之间发生相互作用而产生的两个力，叫相互作用力
物体受到两个力的作用而处于平衡状态，这两个力叫平衡力
两个物体既是受力者同时又是彼此的施力者
两个力大小相等，方向相反且作用在同一条直线上
作用在不同两个物体上
两个物体
作用在同一物体上
一个力变化，另一个力不一定变化，可能变为非平衡力
两个力同时产生，同时变化，同时消失
区分平衡力与相互作用力
二力平衡条件：
二力平衡
平衡状态和平衡力
同物 等大 反向 共线
静止状态
匀速直线运动状态
二力平衡应用
匀速行驶的汽车
静止的茶杯
匀速升高的货物
F
G
F
G
G
F支
F牵
f
二力平衡
G=F
二力平衡
G=F
竖直方向：G=F支
水平方向：F牵=f
下列情景中，处于平衡状态的是（　　）
A．绕地球匀速运行的卫星
B．加速追赶猎物的猎豹
C．下落的皮球
D．匀速下降的跳伞运动员
D
物理书放在水平桌面上，下列属于平衡力的是（ ）。A．物理书所受的重力与物理书对桌面的压力
B．物理书对桌面的压力与桌面对物理书的支持力
C．物理所受的重力与地面对桌子的支持力
D．物理书所受的重力与桌面对物理书的支持力
G
F
D

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