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(共22张PPT)
第八章 运动和力
二力平衡
第2节
【学习目标】
1．物理观念：
(1)依据生活经验认识平衡力和平衡状态的概念。
(2)知道二力平衡的条件。
2．科学思维：
(1)根据实验现象，对问题进行研究和分析，推理得出平衡力的特点。
(2)通过学习平衡力与平衡状态的关系，能根据所学论证物体的运动状态。
(3)通过类比平衡力与相互作用力，能分辨具体情境中力的关系。
3．科学探究：经历探究二力平衡条件的实验过程，培养科学探究能力。
4．科学态度与责任：
(1)通过参与实验活动，培养积极参与科学探究实践的思想和相互配合的协作精神。
(2)在用二力平衡知识分析解决实际问题过程中，体会物理与生活的密切联系，培养将所学知识用于生活实际的意识。
G
F
静止在桌面上的课本
吊在天花板上的电灯
F
G
导入新课
凡是静止的物体就不受力吗？凡是做匀速直线运动的物体也不受力吗？
匀速直线运动的小汽车
F
G
牵引力F牵
阻力f
导入新课
G
F
降落伞匀速下降
为什么生活中的这些物体受力也能保持静止或匀速直线运动状态呢？
导入新课
学习目标
1.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。
2.经历探究二力平衡条件的实验过程，归纳、总结出结论。
3.会利用二力平衡的知识分析解决实际问题。
4.能正确判断平衡力与相互作用力。
探究新知
平衡状态
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。这几个力是一组平衡力。
只受两个力
二力平衡
探究新知
2．静止状态和匀速直线运动状态又叫平衡状态。
平衡状态
静止的书
静止的电灯
匀速行驶的汽车
G
F
G
F
G
F
F牵引
f
荡秋千
雨点匀速竖直下落
课桌上静止的笔盒
正在转动的秒针
水平匀速飞行的飞机
下列情况是否是平衡状态？
×
√
√
√
×
探究新知
探究新知
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
探究新知
探究二力平衡的条件
小桌、小车、托盘、砝码。
实验器材
实验步骤
实验步骤:
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。
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。
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（乙图）。
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。
探究新知
探究新知
二力平衡的条件
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，且作用在同一条直线上。
“八字口诀”：
同体、等值、反向、共线。
实验结论
探究新知
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 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 对实验的影响。
3. 实验中，桌面必须水平，否则小车的 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 比较大.
阻力
重力
重力
阻力
交流与评估：
5.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阻力对实验的影响，但是还受重力，因此对实验结论也有影响。
点击图片播放实验视频
探究新知
思考：吊在空中静止不动的电灯，若电线的拉力为2N，则灯受到的重力是多少？
探究点三：二力平衡的应用
1．根据物体的运动状态判断受力情况。
根据物体处于静止状态或匀速直线运动状态，可以判断出作用在物体上的两个力是一对平衡力，可以判断所求力的大小和方向。
2N
探究新知
（1）水平路面上运动的小车受到的力有哪些？
（2）①若牵引力等于阻力F=f，小车怎样运动？
②若牵引力大于阻力F＞f，小车怎样运动？
③若牵引力小于阻力F＜f，小车怎样运动？
2.根据受力情况判断物体的运动状态。
以在水平路面上向左运动的小车为例进行分析。
向左匀速直线运动
小车向左加速运动
小车向左减速运动
探究新知
3.平衡力和相互作用力的区别
一本书静止在水平桌面上时，分析哪一对力是平衡力，哪一对力是相互作用力。
①一对平衡力：书受到的重力G与桌面对书的支持力F。
②一对相互作用力：桌面对书的支持力F与书对桌面的压力F′。
探究新知
探究新知
平衡力 相互作用力
相同点 大小相等，方向相反，作用在同一条直线上 不同点 受力物体 作用在同一物体上 作用在两个不同物体上
受力变化 一个力变化，另一个力不一定变化 同时产生、同时消失
受力效果 使物体保持平衡状态 两个力分别产生各自的效果
平衡力与相互作用力的区别
“区分平衡力与相互作用力”
点击图片播放视频
探究新知
探究新知
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
运动和力的关系
课堂小结
二力
平衡
二力平衡的条件
根据物体处于静止状态或匀速直线运动状态，可以分析出作用在物体上的力的大小和方向
根据物体的受力情况判断物体的运动情况
同体、等值、反向、共线
二力平衡
条件的应用
平衡状态
物体受到几个力作用时，保持静止或匀速直线运动状态中小学教育资源及组卷应用平台
第2节《二力平衡》导学案
【学习目标】
1．物理观念：
(1)依据生活经验认识平衡力和平衡状态的概念。
(2)知道二力平衡的条件。
2．科学思维：
(1)根据实验现象，对问题进行研究和分析，推理得出平衡力的特点。
(2)通过学习平衡力与平衡状态的关系，能根据所学论证物体的运动状态。
(3)通过类比平衡力与相互作用力，能分辨具体情境中力的关系。
3．科学探究：经历探究二力平衡条件的实验过程，培养科学探究能力。
4．科学态度与责任：
(1)通过参与实验活动，培养积极参与科学探究实践的思想和相互配合的协作精神。
(2)在用二力平衡知识分析解决实际问题过程中，体会物理与生活的密切联系，培养将所学知识用于生活实际的意识。
【学习重点】二力平衡的条件
【学习难点】二力平衡条件的应用
【自主预习】
1．物体受到几个力作用时，如果保持______状态或______状态，我们就说这几个力平衡或物体处于______状态，______平衡是最简单的平衡状态.
2．物体在非平衡力作用下运动状态将______.(填“改变”或“不变”).
3．二力平衡条件：作用在______物体上的两个力，如果大小______、方向______,并且作用在______，这两个力就彼此平衡.
4.放在桌子上静止的花瓶，受到竖直向下的______和桌面对它竖直向上的______，二力平衡.
悬挂着的吊灯，受到竖直向下的______和吊线对它竖直向上的______，二力平衡.
在水平道路上做匀速直线运动的汽车，水平方向受到方向相反的　 和______，二力平衡；在竖直方向，汽车受到竖直向下的______和路面对它竖直向上的______，二力平衡.
【探究新知】
探究点一 平衡状态
1.牛顿第一定律告诉我们，物体不受力时，将保持______状态或______状态.但不受力的物体是不存在的，那么为什么静止在桌面上的课本、吊在天花板上的电灯、匀速直线运动的小汽车、匀速下降的降落伞，这些物体受到力，还会保持静止状态或匀速直线运动状态呢
归纳：以上物体受到几个力的作用，如果这几个力的相互抵消，相当于物体不受力，我们称这几个力，或者说物体受到平衡力作用，这时物体处于平衡状态.物体处于平衡状态时，可能保持，也可能处于.
2. 平衡状态：物体受到几个力的作用时,保持______状态和______状态统称为平衡状态.
3.平衡力：物体在受到几个力的作用时，处于平衡状态，我们就说这几个力______，______平衡是最简单的平衡状态.
4.二力平衡：当物体受个______力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，则这两个力平衡，称为二力平衡.
5.判断下列情况是否是平衡状态.
①小孩荡秋千
②雨点匀速竖直下落
③课桌上静止的笔盒
④正在转动的秒针
⑤水平匀速飞行的飞机
平衡状态____________，非平衡状态____________.
探究点二 二力平衡的条件
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.猜想假设
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
2．制定实验计划、设计实验.
设计实验： 在光滑的桌面上放一小车，在两边小盘里加上钩码,通过定滑轮使小车在水平方向受到两个相反______力作用.改变作用在小车上的两个力三要素之一（控制变量法）,看一看,在什么情况下小车处于平衡状态在什么情况下小车不能平衡
实验器材：木板、小车、砝码、细线 、定滑轮、弹簧测力计、等质量小盘 2个　
进行实验：
（1）当两个盘子里装着砝码质量相同时，玩具小车在水平方向上受到的两个力大小______（相等、不相等），方向______（相同、相反），______（是、否）在同一直线上，小车处于______（平衡、不平衡）状态.
(2）若在右边的盘子里再加一个砝码，而左边的盘子不增加砝码，此时玩具小车______（平衡、不平衡），受到的两个力大小______（相等、不相等），方向______（相同、相反），______，玩具小车______（能、不能）静止.
（3）若把左边盘子和砝码移到右边使小车受到的力方向相同，松手后，玩具小车______（能、不能）静止，此时玩具小车______（平衡、不平衡），受到的两个力大小______（相等、不相等），方向______（相同、相反），______（是、不是）在同一直线上.
（4）若垂直于小车受力方向移动小车，松手后，玩具小车______（能、不能）静止，此时玩具小车______（平衡、不平衡），受到的两个力大小______（相等、不相等），方向______（相同、相反），______（是、不是）在同一直线上.
（5）归纳总结：二力平衡的条件：当作用在______的两个力______、______、并且作用在______，这两个力就彼此平衡.
3.反思、评估：
（1）实验中选用了小车而不选用木块，是为了______给实验带来的误差.
（2）本实验设计的优点是：____________.
（3）实验中，桌面必须______，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______比较大.
（5）方案二：用小卡片探究二力平衡的条件
①该方案以______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______对实验的影响，但是还受重力，因此对实验结论也有影响.
探究点三 二力平衡的条件的应用
1．根据物体的运动状态判断受力情况.
吊在空中静止不动的电灯，若电线的拉力为2N，则灯受到的重力是______N.
2．根据受力情况判断物体的运动状态.
小组合作解决以下问题：以在水平路面上向左运动的小车为例进行分析.
（1）水平路面上运动的小车受到的力有哪些？
在竖直方向上受到的力有：____________.在水平方向上有____________.
（2）①若牵引力等于阻力F=f，小车怎样运动？
.
②牵引力大于阻力F＞f，小车怎样运动？
.
③若牵引力小于阻力F＜f，小车怎样运动？
.
点拨：物体不受力时，应保持匀速直线运动或保持静止状态.物体受一个力，运动状态发生改变，这是力产生的效果.物体受平衡力时，应保持静止或保持匀速直线运动状态.静止的物体受平衡力时，仍然保持静止；运动的物体受平衡力时，仍然做匀速直线运动.
3.平衡力和相互作用力的区别.
一本书静止在水平桌面上时，分析哪一对力是平衡力，哪一对力是相互作用力.
①一对平衡力：____________.（如图甲所示）
②一对相互作用力：____________.（如图乙所示）
4.讨论、思考：
平衡力和相互作用力有许多相似的地方，但也有不同的地方.试着把它们加以区别.
平衡力与相互作用力的比较
一对平衡力 一对相互作用力
相同点 大小 大小
方向 方向
作用在 作用在
不同点 作用在上 分别作用在上
【当堂练习】
1.下列物体中，受到平衡力作用的是（　　）
A．正从地面腾空而起的火箭 B．竖直向上抛出的石子
C．沿光滑斜坡滚下的小球 D．在水平直路上匀速行驶的汽车
2.研究二力平衡的条件时，小明用剪刀将图中静止的薄塑料片从中间剪断，他要研究的是这两个力是否（　　）
A．作用在同一直线上 B．方向相反
C．作用在同一物体上 D．大小相等
3. 一本书放在水平桌面上，书上放一支钢笔，都保持静止，下列说法正确的是（　　）
A．钢笔对书的压力和书对钢笔的支持力是一对相互作用力
B．钢笔的重力和书对钢笔的支持力是一对相互作用力
C．书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力
D．书受到的重力和书对桌面的压力是一对平衡力
4.物体在两个力的作用下处于平衡，已知一个力的大小和方向，我们可以根据_____求另一个力的大小和方向.小杨同学手提重力为50N的书包站在水平地面上时，手的提力为____N，方向是____的.
5..用弹簧测力计可以称出物体的重力，当弹簧测力计挂钩挂上物体以后，物体在______力和______力的作用下保持静止，根据___________条件，这两个力大小_________，所以弹簧测力计上的示数就是物体所受到的_________的数值.
6.小明同学用绳系住重力为2N的铅笔盒沿竖直方向缓慢地做匀速直线运动.若不计空气阻力，第一次拉着物体以速度v1匀速上升时，绳对物体的拉力为_____ N，第二次拉着此物体以速度v2匀速下降，若v1＜v2，则绳对物体的拉力________（选填“大于”、“小于”或“等于”）2N，方向为________.
7.如图所示，物体A在水平地面上静止，画出物体A受力的示意图.
8.在探究“二力平衡的条件”的实验中，小明采用的实验装置如图所示.
（1）实验时，小明向左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码时，木块两边所受的拉力______（选填“相等”或“不相等”），木块处于静止状态.小明再把右盘中的砝码换成一个质量较大的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，出现这种现象的原因是______，于是他把木块换成小车，并选择较______（选填“光滑”或“粗糙”）的实验桌面，继续完成实验；
（2）在左右两盘放入质量相等的砝码，再将小车水平扭转一个角度，松手后，观察小车运动状态，这样做的目的是为了探究不在______的两个力是否能平衡；
（3）小明用轻质硬纸片代替图中的木块，两端的小盘中加质量相等的砝码时，硬纸片保持静止，用剪刀将硬纸片从中间剪开，发现分开后的硬纸片向相反方向运动.由此可以得到二力平衡的又一个条件：平衡的两个力应该______；
（4）实验中改变钩码的个数，观察卡片在什么情况下可以保持静止状态，是为了研究______对物体平衡的影响.
【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会.
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.
参考答案
【自主预习】
1．静止 匀速直线运动 平衡 二力
2．改变
3．一个 相等 相反 同一条直线上
4.重力 支持力 重力 拉力 牵引力 阻力 重力 支持力
【探究新知】
探究点一 平衡状态
1.静止 匀速直线运动 作用效果 平衡 静止 匀速直线运动状态
2.静止 匀速直线运动
3.平衡 二力
4.两
5.②③⑤①④
探究点二 二力平衡的条件
2．（1）相等 相反 是 静止 平衡
(2）不平衡 不相等 相反 是 不能
（3）不能 不平衡 相等 相同 不是
（4）不能 不平衡 相等 相同 不是
（5）同一物体 大小相等 方向相反 同一条直线上
3.（1）减小摩擦 （2）可以不考虑物体的重力对实验的影响 （3）水平 （4）阻力（摩擦力） （5）①小卡片③阻力
探究点三 二力平衡的条件的应用
1. 2 2．（1）重力G、地面支持力N 汽车发动机的牵引力F和地面与空气的阻力f.
（2）①向左匀速直线运动②向左加速运动③向左减速运动.
3.①书受到的重力G与桌面对书的支持力F②桌面对书的支持力F与书对桌面的压力F′
4.如表所示
一对平衡力 一对相互作用力
相同点 大小相等 大小相等
方向相反 方向相反
作用在同一直线上 作用在同一直线上
不同点 作用在同一物体上 分别作用在不同物体上
【当堂练习】
1.D
2.C
3.A
4.二力平衡条件 50 竖直向上.
5.重 拉 二力平衡 相等 重力
6. 2 等于 竖直向上
7.如图所示
8.（1）相等 桌面与木块间有摩擦力 光滑（2）同一条直线（3）作用在同一个物体（4）力的大小
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第2节　二力平衡
一、力的平衡
物体受到几个力作用时,如果保持静止或　 　,我们就说这几个力相互平衡,物体处于　 　状态。
二、二力平衡
1.条件:作用在　 　上的两个力,如果大小　 　、方向
　 　,并且在　 　,这两个力就彼此平衡。
[注意] 相互作用力与平衡力的区别:是否作用在同一个物体上。
2.应用:在用弹簧测力计测量物体所受的重力时,重力的大小等于
　 　。
知识清单
匀速直线运动状态
平衡
同一个物体
相等
相反
同一直线上
弹簧测力计的示数
深度理解
1.物体保持静止状态或匀速直线运动状态的条件
(1)物体受平衡力的作用;
(2)物体不受力。
2.二力平衡与相互作用力
二力平衡 相互作用力
相同点 大小相等 方向相反 作用在同一直线上 不同点 作用在同一物体 作用在两个物体上
相互不影响 同时产生,同时消失
【典例分析】
[例]如图所示为两人进行杂技表演时的场景,女演员单手撑在男演员身上,两人都处于静止状态,以下说法正确的是( )
A.男演员对女演员的支持力与男演员对地面的压
力是一对相互作用力
B.男演员对地面的压力与男演员自身所受重力是一对相互作用力
C.男演员对女演员的支持力与女演员自身受到的重力是一对平衡力
D.地面对男演员的支持力与男演员自身受到的重力是一对平衡力
C
基础题
1.下列实例中,物体处于平衡状态的是( )
A.汽车在路上匀速转弯
B.小明从地面向上跳
C.飞机斜向上匀速直线飞行
D.小朋友从滑梯上滑下
C
2.(课后T1改编)下列各物体的受力情况如图所示,属于二力平衡的是
( )
D
3.(教材素材改编)如图所示,在跳伞队员匀速下降的过程中( )
A.只受重力的作用
B.受到的重力等于阻力
C.受到的重力小于阻力
D.受到的重力大于阻力
B
4.2024年8月11日,在巴黎奥运会举重项目女子81公斤级比赛中,我国运动员以绝对优势夺得金牌。运动员手举杠铃保持静止时,下列属于一对平衡力的是( )
A.运动员对杠铃的作用力和杠铃所受的重力
B.杠铃对运动员的作用力和杠铃所受的重力
C.运动员对杠铃的作用力和地面对运动员的支持力
D.运动员对杠铃的作用力和杠铃对运动员的作用力
A
5.如图所示为一只静止在树枝上的布谷鸟,说明它受到的力　 　(选填“是”或“不是”)平衡力,若布谷鸟的质量为0.1 kg,则树枝对它的支持力是　 　N。(g取10 N/kg)
6.小明的质量是50 kg,当他站在地面上时受到的重力的方向是　 .
　的,大小是　 　 N,与重力相平衡的力是　 　。
(g取10 N/kg)
是
1
竖直
向下
500
地面给他的支持力
中档题
7.(2024黔南平塘县期末)自行车是节能环保的交通工具,关于小华骑自行车上学的情形。下列说法正确的是( )
A.自行车所受重力与地面对自行车的支持力是一对平衡力
B.自行车所受重力与自行车对地面的压力是一对相互作用力
C.自行车对地面的压力与地面对自行车的支持力是一对平衡力
D.自行车对地面的压力与地面对自行车的支持力是一对相互作用力
D
8.2024年贵阳马拉松比赛于6月16日在贵阳国际会展中心北广场举
行,为记录本次比赛的精彩瞬间,摄影师携带无人机进行航拍,如图所示,无人机匀速上升、空中悬停、匀速下降阶段受到的升力分别为F1、F2、F3,不计空气阻力,则( )
A.F1>F2>F3 B.F1C.F1D
9.(课后T2改编)如图所示,一个人沿水平方向用30 N的力推一辆小车匀速向右运动,试在O点画出小车所受阻力的大小和方向。
答案:如图所示
10.小华在“探究二力平衡条件”的实验中,将系于轻质小卡片两对角的细线分别斜跨过左右支架上的滑轮,在细线的两端挂上等质量的钩码,如图甲所示,此时小卡片保持静止。
(1)小华将小卡片(重力可忽略不计)两边的线分别绕过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整　 　来改变拉力的大小。
钩码数量
(2)小华将小卡片扭转一定角度,如图乙所示,松手后发现小卡片
　 　(选填“能”或“不能”)保持平衡状态,这说明两个力必须作用在　 　上,物体才能平衡。
(3)小华用剪刀将小卡片从中间剪开,松手后发现两半卡片被加速拉走。可见,二力要平衡,需要作用在　 　。
不能
同一直线
同一物体上
素养题
11.跳伞运动员打开伞后在空中匀速直线下降,人和伞的总质量为
75 kg,求出人和伞受到的阻力大小和方向。(g取10 N/kg)
解析:人和伞的总重力G=mg=75 kg×10 N/kg=750 N,
由于跳伞运动员和伞在空中匀速直线下降,处于匀速直线运动状态,所以人和伞受到的阻力与人和伞的总重力是一对平衡力,大小相等,方向相反,因此阻力大小为750 N,方向为竖直向上。
答案:750 N　方向竖直向上

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