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第三节 二力平衡
第七章 力 与 运 动
学习目标
课时讲解
1
课时流程
2
平衡状态和二力平衡
探究二力平衡的条件
二力平衡条件的应用
逐点
导讲练
课堂小结
作业提升
知1－讲
感悟新知
知识点
平衡状态和二力平衡
1
1. 平衡状态 物体处于静止状态或匀速直线运动状态。
处于平衡状态的物体的实例 静止在桌面的书 漂浮在海上的轮船 匀速降落的神舟飞船返回舱 匀速上升的热气球
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2. 平衡力 物体处于平衡状态受到的力。
深入思考 小车做变速运动时，能否在某个方向上受到平
衡力？
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受到平衡力的物体的实例 木块静止在斜面上所受的力
被手按在黑板上静止的黑板擦所受的力
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深度理解
小车可以在某个方向上二力平衡，如：
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3. 二力平衡 当物体在两个力的作用下处于平衡状态
时，这两个力是相互平衡的，简称二力平衡。
深入思考 平衡状态、平衡力、合力之间是什么关系？
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二力平衡的实例 静止在桌面的书
匀速上升的热气球
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深度理解
知1－练
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[ 模拟·诸城 ]甲、乙物体在某段时间内的路程—时间图
像如图 1 所示，下列说法正确的是（　　）
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
例1
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解析： 由图像可知，甲通过的路程与时间成正比，乙静止不 动，因此甲做匀速直线运动，乙处于静止状态，故甲、乙都受平衡力作用。
解题秘方：根据平衡状态判断平衡力：
答案：D
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1.用频闪灯拍摄小球的运动轨迹，每隔相等时间曝光一次所得到的照片如图所示，其中，小球受平衡力作用的是( )
B
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知识点
探究二力平衡的条件
2
1. 实验目的 二力平衡的两个力有什么关系？
实例 猜想
两个力的作用
效果互相抵消
1. 作用于同一物体
2. 要在同一直线上
3. 方向相反
4. 两个力的大小相等
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深度理解
研究对象：木块 研究对象：纸片
木块和水平桌面之间有摩擦力 纸片有重力
纸片的重力相对于钩码的重力较小，可以忽略，实验中多采用研究对象为纸片的装置
深入思考 实验中，为什么要使用纸片而不用木块作为研究对象？
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2. 实验设计
纸片为研究对象，研究纸片静止时在水平方向上受到的拉力的关系 1. 如何改变力的大小？ 挂上质量不同的钩码
2. 如何改变力的方向？ 纸片稍向下移动
3. 如 何 使 力 不 在 一 条直线上？ 纸片扭转一个角度，使拉纸片的细绳相互平行，但不在同一条直线上
4. 如 何 使 力 不 作 用 在同一张纸片上？ 用剪刀将纸片剪成两半
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方法点拨
求异法
如果被研究现象在第一场合出现，在第二场合不出现，并且在两个场合中仅有一个情况不同，那么，这个唯一不同的情况就是被研究现象的原因(或结果 )。探究二力平衡条件时使用了求异法。
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3. 实验过程及结论
实验 实验操作 实验现象 分析与结论
1 如 图， 在 两 边 的绳套上分别挂等重和不等重的钩码。 放 开 纸 片，观察纸片的运动 分析：两个力的大小相等→纸片静止两个力的大小不相等且右边的力较大→纸片向右运动结论：物体平衡时，所受两个力的大小需要相等
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续表
实验 实验操作 实验现象 分析与结论
2 如 图， 在 两 边 的绳套上挂等重的钩 码， 并 将 纸 片扭 转 一 个 角 度，使拉纸片的两细绳 相 互 平 行， 不在同一条直线上。放 开 纸 片， 观 察纸片的运动 分析：两 个 力 在 同 一 直 线 上 → 纸 片静止两个力不在同一直线上→纸片运动结论：物体平衡时，所受两个力需要作用在同一条直线上
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理论推导
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实验 实验操作 实验现象 分析与结论
3 如 图， 在 两 边 的绳套上挂等重的钩 码， 将 纸 片 稍向 下 移 动， 使 两个拉力的方向并不 相 反， 放 开 纸片， 观 察 纸 片 的运动 分析：两个力的方向都向上→纸片向上运动两个力的方向相反→纸片静止结论：物体平衡时，所受两个力的方向必须相反
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实验 实验操作 实验现象 分析与结论
4 如 图， 在 两 边 的绳套上挂等重的钩 码， 用 剪 刀 将纸 片 剪 成 两 半，观察纸片的运动 分析：两个力作用在同一个纸片上→纸片静止两个力作用在两个纸片上→纸片运动结论：物体平衡时，两个力必须在同一物体上
续表
总结归纳
二力平衡的条件：两个力大小相等、方向相反，作用在同一个物体上，作用在同一条直线上。
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知2－讲
知2－讲
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易错提醒
一对相互作用力与一对平衡力的对比
相同点 不同点 大小 方向 作用对象 图示
一对相互作用力 相等 相反，且在同一直线上 作用在两个物体上
一对平衡力 作用在同一物体上
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如图所示的情景中，属于二力平衡的是 ( )
例2
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解题秘方：利用条件法，看两个力是否满足“同体、共线、等 大、反向”四个条件，若满足即为二力平衡。
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解析： 图 A 中 F 1 与 F 2 作用在不同的物体上，所以不是平衡力，不符 合题意；图 B 中木箱所受的拉力 F 与重力 G，大小不相等，所以不是平衡力，不符合题意；图 C 中轿车的牵引力F 牵与阻力 F 阻，符合二力平衡的条件，符合题意；图 D 中木箱受到的重力 G 与受到的推力 F，大小不同且不在同一条直线 上，所以不是平衡力，不符合题意。
答案： C
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2. 一个物体同时受到两个力的作用，这两个力的三要素完全相同，那么这两个力( )
A．一定是平衡力
B．可能是平衡力
C．一定不是平衡力
D．无法判断
C
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[ 期中·洛阳 ] 课堂上，老师和同学们用如图 2 所示的装置一起探究二力平衡的条件，下面是他们的探究过程，请回答下列问题。
例3
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解题秘方：根据“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，这两个力就是一对平衡力”来解答。
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(1)如图 2 甲所示，小车虽然在竖直方向上还受两个力，但因为这两个力_________ ，我们可以认为小车只受到水平方向上的两个力（摩擦忽略不计），图甲中左边绳子对小车的拉力等于__________________ 。如果 左侧 放 50 g 砝 码，右侧 放100 g 砝码，松手后看到的现象是_______________ 。
相互平衡
砝码和托盘的总重力
小车向右运动
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解析： 图甲中，小车虽然在竖直方向上还受两个力，即重力和支持力，但因为这两个力都作用在小车上，且大小相等，方向相反，并且在同一条直线上，因此相互平衡，合力为 0，所以我们可以认为小车只受到水平方向上的两个力，图甲中左边绳子对小车的拉力等于砝码和托盘的总重力。如果左侧放50 g 砝码，右侧放 100 g 砝码，根据 F=G=mg 可知，小车左边受到的拉力小于右边受到的拉力，所以松手后看到的现象是小车向右运动。
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(2)如图甲所示，如果左、右两侧各放 50 g 的砝码，松手后看到的现象是_____________ ，如果改变小车的位置再次松手，看到的现象是________________ 。
小车静止
小车仍静止
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解析：图甲中，如果左、右两侧各放 50 g 的砝码，小车左边受到的拉力等于右边受到的拉力，且这两个力方向相反，并且在同一条直线上，因此这两个力相互平衡，松手后看到的现象是小车静止，如果改变小车的位置再次松手，因为小车两边受
到的拉力仍相互平衡，因此看到的现象是小车仍静止。
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(3)如图乙所示，两侧放的砝码质量相同，将小车扭转一个角度，松手后看到小车将重新回到两边绳子 _____________的位置并再次平衡。
在同一直线上
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解析：如图乙所示，两侧放的砝码质量相同，将小车扭转一个角度，松手后看到小车在力的作用下将重新回到两边绳子在同一直线上的位置并再次平衡。
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3. [ 期中·涟源 ] 在“探究二力平衡的条件”的实验过程中：（1）小 明 同 学 利 用 如图甲所 示 的 实 验 装 置进行实验时，发现当左盘 放 入 较 大一点的 砝码时，两个拉力大小不同，但 木 块 仍 处 于 静止状态，产生这一现象的原因 可能 是 木 块 受到 __________的影响。
摩擦力
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(2)经 过 小 组讨 论 决定用小车代替木块进行实 验(如 图乙)，通 过实验发现：当左盘和右盘 放 入 的 砝 码质量 相同时，小车处于静止状态，说明一对平衡力必须满足大小 ______、方向______ 的条件。
相等
相反
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(3)小明同学完成课本的实验后，提出了一个问题后猜想：只受一个力作用的物体也能保持平衡状态。为了验 证猜想，他用一根细线将一个小球悬挂起来，如图丙所示，剪断细线后，小球下落，由实验可知，小明的猜想是________（填 “正确”或“错误”）的。
错误
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知识点
二力平衡条件的应用
3
1. 判断物体是否处于平衡状态
(1) 处于平衡状态 : 一个物体受到两个力 , 若这两个力满足“等大、共线、反向”的条件，则物体处于平衡状态。
(2) 处于非平衡状态 : 一个物体受到两个力，若这两个力不满足“等大、共线、反向”中的任一条件，则物体受非平衡力，物体的运动状态一定发生改变。
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2. 求处于平衡状态的物体受到的力的大小和方向
(1) 求平衡力(两个力)中一个力的大小 : 根据“等大”，由平衡力中的一个力的大小，求另一个力的大小。
(2)确定平衡力(两个力)中一个力的方向 : 根据“反向”，由平衡力中一个力的方向，确定另一个力的方向。
深入思考 如何利用二力平衡求另一个力的大小或方向？
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深度理解
知3－练
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如图 3 所示，一个重为 0.2 N 的磁性黑板擦在 8 N 的吸引力作用下，吸在竖直的磁性黑板上保持静止，则黑板擦受到的摩擦力是( )
A．7.8 N，方向竖直向上
B．8 N，方向竖直向下
C．0.2 N，方向竖直向下
D．0.2 N，方向竖直向上
例4
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解析： 磁性黑板擦在竖直方向上静止，具有向下运动的趋势，磁性黑板对它有向上的摩擦力，重力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，即受到的摩擦力为 0.2 N，方向竖直向上，故 D 正确。
解题秘方：求解力的大小可以使用以力求力的方法，即利用二力平衡条件将所求力的大小转化为另一个力的大小。
答案：D
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4.将一个重为 20 N 的小球沿水平方向抛出后，
小球的运动轨迹如图所示（不考虑空气阻力）。
如果要使小球在 B 点开始做匀速直线运动，
则应该从 B 点开始施加一个大小为_______ N，
方向为__________ 的力。
20
竖直向上
二力平衡
二力平衡的条件
二力
平衡
平衡力
二力平衡条件的应用
多力
平衡
受力
情况
平衡
状态

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