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8.2 力的平衡
教科版（2024）物理八年级下册
第八章 运动和力
目录
素养目标
01
课程导入
02
新课讲解
03
总结归纳
04
课堂练习
05
正确教育
素养目标
1.了解同一直线上的二力合成
2.知道在平衡力作用下，物体保持静止或匀速直线运动状态
3.知道二力平衡的条件
4.能运用力与平衡的知识，分析物体的受力情况，判断物体的运动状态
体操馆内，运动员轻轻一跃，双手紧握吊环，前摆上成直角支撑、仰身燕式支撑、直体大回环摆动成手倒立……运动员的每一个平衡动作，都是力与美的完美体现。
合力
日常生活中，我们常见到以下情况：一个大人能提起的一桶水，需要两个学生才能提起
F1
F2
F
一个大人和两个小孩施加在水桶上的力，产生的作用效果是相同的
F1 和 F2
F
作用效果相同
F为F1和F2的合力
力的合成
如果一个力对物体的作用效果与几个力同时对物体作用的效果相同，那么这个力就叫做那几个力的合成。在物理学中，求几个力合力的过程叫作力的合成
想一想，搬运货物时，两人同时对车施加沿水平方向的拉力F1和推力F2.此时，怎样计算拉力F1和推力F2的合力大小呢？又该怎样确定合力的方向呢？
探究　同一直线上二力的合成
材料
橡皮条（一段拴细绳）
定滑轮（2套）
钩码（50 g，5个）
1.在竖直板面上，如图(a)所示，将一根橡皮条的左端固定，其右端自然伸长至E点。沿水平方向拉橡皮条，使其到达位置O，记录拉力F。
F
E
O
(a)
2.如图(b)所示，用方向相同的两个力F1和F2同时沿水平方向拉橡皮条，使其伸长到位置O，记录两组钩码产生的拉力F1和F2。
F2
E
O
(b)
F1
3.如图(c)所示，用方向相反的两个力F3和F4同时沿水平方向拉橡皮条，使其伸长到位置O，记录两组钩码产生的拉力F3和F4。
F3
E
O
(c)
F4
F
E
O
F2
E
O
F1
F1和F2共同作用的效果与F 的作用效果相同，所以F 是F1、F2的合力。比较F 和F1、F2的大小、方向之间的关系。
同样，可研究F 和F3、F4的大小、方向之间的关系。
如图所示，在光滑水平面上，物体受两个拉力的作用。
当两个力反向时，这两个力的合力（合力最小）；
当两个力同向时，这两个力的合力（合力最大）。
同一直线上力的合成
1.下列有关合力的说法错误的是( )
A.两个分力的合力大小，可能小于一个分力的大小
B.合力的作用效果和分力共同作用的效果是一样的
C.考虑合力时，就不要考虑分力了
D.合力和分力同时作用在物体上
D
经典例题
答案：D
解析：平衡力的合力为零，故两个分力的合力大小，可能小于一个分力的大小，故A正确；
合力的作用效果，与其两个分力共同作用的效果一定相同，故B正确；
因合力与分力存在等效替代的规律，故分析合力时，就不能再分析各分力了，故C正确；
合力与分力是等效替代关系，合力产生的作用效果与分力共同作用的效果相同，因而合力与分力不是同时作用在物体上，故D错误。
故本题答案为D。
力的平衡
平衡状态
牛顿第一定律告诉我们，一切物体在不受外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。这时物体所处的状态叫作平衡状态。
匀速下降的跳伞运动员
物体的受力分析
静止的小鸟
匀速行驶的汽车
为什么受到力的作用时，物体也能保持静止状态或者匀速直线运动状态？
F支
G
F阻
F牵
物体所受的这几个力的合力为零
平衡力
物体受到几个力共同作用时，也可能保持静止状态或匀速直线运动状态。这是因为物体所受的这几个力的合力为零，这时我们就说这几个力平衡，并把这几个力称为一组平衡力。
被提起的水桶
G
F1
F2
匀速行驶的汽车
G
F牵
F支
F阻
汽车在四个力的作用下做匀速直线运动，处于平衡状态，这四个力相互平衡。
搬而未起、推而不动时，物体的受力情况虽发生改变，但仍处于静止状态，其受力仍然平衡。
F支
G
F阻
F
二力平衡的条件
一个物体同时受到两个力作用，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，那么这两个力就相互平衡，我们称之为二力平衡。
如果处于平衡状态下的物体只受两个力作用，这两个力要满足什么条件才能平衡呢？
猜想：
两个力的大小可能要相等
两个力的方向可能要相反
两个力可能要在一条直线上
两个力应该在同一物体上
探究二力平衡的条件
实验方法：改变物体受到的两个力的三要素，当物体处于静止时，二力平衡。
把小车放在光滑的水平桌面上，向挂在小车两端的托盘里加砝码。观察小车在什么条件下会保持运动状态不变。
1. 使两托盘里的砝码质量不相等。
2. 使两托盘里的砝码质量相等。
3. 使两托盘里的砝码质量相等，把小车在水平面上扭转一个角度后释放。
探究二力平衡的条件
实验步骤：
① 用手按住小车不动，在两边的两个托盘上放上质量不同的砝码，即 F1 < F2 时，放手后观察小车运动状态的变化。
F2
F1
② 用手按住小车不动，在两边的两个托盘上放上质量相同的砝码，即 F1 = F2 时，放手后观察小车运动状态的变化。
F2
F1
实验步骤：
③ 用手按住小车不动，把两个托盘放在小车的同一侧，加入相等的砝码，即小车受到大小方向相同的两个力，放手后观察小车运动状态的变化。
实验步骤：
④ 在两个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条直线上，放手后观察小车运动状态的变化。
实验步骤：
⑤ 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，放手后观察两个小车运动状态的变化。
实验步骤：
探究二力平衡的条件
实验 小车在水平方向所受二力的情况 运动状态是否改变
大小 方向 是否在 同一直线 是否作用在同一物体 1 不相等 相反 是 是 是
2 相等 相反 是 是 否
3 相等 相同 是 是 是
4 相等 相反 否 是 是
5 相等 相反 是 否 是
保持平衡
同时作用在一个物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。
简记：同体、等大、反向、共线。
二力平衡的条件
注意事项：
所用的两个托盘、两个小车要相同。
应选择较光滑的桌面和质量较大的砝码，这样可以减小阻力对实验的影响。
局限性：只适用于薄板状的物体
A
B
A
B
O
C
D
如图所示，在薄板上的某一点A用细线把它悬挂起来。当薄板静止时，用铅笔沿悬线在板上画出竖直线AB；再通过另一点C用细线把薄板悬挂起来，当它静止时沿悬线画出另一条竖直线CD。AB、CD两条直线的交点O就是薄板的重心位置
课后实验
2.下列情形中，松手后纸片还能保持平衡的是( )
A. B.
C. D.
A
经典例题
答案：A
解析：二力平衡的条件：两个力作用在同一物体上、方向相反、大小相等作用在同一直线上.
A（√）纸片两侧受到细线的拉力符合二力平衡的条件，松手后纸片还能保持平衡.
B（×）纸片两侧受到细线的拉力大小不相等，则松手后纸片不能保持平衡.
C（×）纸片两侧受到的细线的拉力不在同一直线上，则松手后纸片不能保持平衡.
D（×）纸片中间分开，松手后两侧细线施加的拉力没有作用在同一物体上，则松手后纸片不能保持平衡.
3.关于平衡力，下列说法中正确的是( )
A.物体在平衡力的作用下一定保持静止状态
B.作用在物体上的两个力三要素完全相同，则两个力一定是平衡力
C.物体受到重力和拉力的作用，这两个力方向相反，它们一定是平衡力
D.运动物体在平衡力的作用下一定保持匀速直线运动状态
D
经典例题
答案：D
解析：本题考查平衡力的辨别和牛顿第一定律。
物体在平衡力的作用下，物体处于静止状态或匀速直线运动状态，故A错误；
二力的三要素相同，由于力的方向相同，所以二力一定不是平衡力，故B错误；
物体受到的拉力可能小于或大于重力，所以拉力和重力不一定是平衡力，故C错误；
运动的物体在平衡力的作用下，一定保持匀速直线运动状态，故D正确。
故本题答案为D。
力的平衡
力的合成
物体的
平衡状态
二力平衡的条件
合力
同一直线上的二力合成
同向
大小：二力之和，F=F1+F2
方向：与二力方向相同
大小：二力之差，F=|F1-F2|
方向：与较大力方向相同
物体受力平衡，合力为零
反向
静止状态
匀速直线运动状态
同体、等大、反向、共线
1.如图所示，一只丹顶鹤正沿直线朝斜向下方向匀速滑翔，此过程中，空气对它作用力的方向( )
A.竖直向上
B.与运动方向相同
C.竖直向下
D.与运动方向相反
A
答案：A
解析：丹顶鹤正沿直线朝斜向下方向匀速滑翔，处于平衡状态，则丹顶鹤的重力和空气对它的作用力是一对平衡力；因为重力方向始终竖直向下，故空气对它的作用力的方向竖直向上。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2.一个重为6 N的小球从空中由静止开始下落，小球运动过程中所受的空气阻力为1 N，其受到的合力的大小和方向是( )
A.7 N，竖直向下
B.5 N，竖直向下
C.1 N，竖直向下
D.5 N，竖直向上
B
答案：B
解析：小球在下落过程中，受到竖直向下的重力G、竖直向上的阻力f，且重力较大，则合力 ，方向竖直向下。
3.如图，A、B为两个弹簧测力计，每个钩码重均为50N，不计摩擦，钩码处于静止状态，则A、B的示数分别为：( )
A.0N；50N
B.50N；100N
C.50N；50N
D.50N；0N
C
答案：C
解析：A弹簧测力计受到向右50N的拉力，静止，向左受的拉力也是50N，示数也为50N，同理，B弹簧测力计两端受的力都是50N，示数也应为50N。
故只有选项C符合题意。
故选C。

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