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二力平衡
第1节
第八章 力与运动
苏科版（2024）初/中/物/理——八年级下册 —————————————————————
学习目标
1. 通过具体生活现象和事例的分析，知道平衡状态的含义，知道平衡力的概念。
2. 经历二力平衡条件的探究过程，能处理实验数据、归纳、总结结论。
难点
重点
3. 能应用二力平衡的知识分析解决简单问题，感受平衡之美。
新课引入
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，这是否与牛顿第一定律有些矛盾呢？
静止的花瓶
匀速行驶的列车
生活中，这些物体受到力的作用了吗？
F支
G
知识构建
一、物体的平衡
F支、G作用效果相互抵消
等效于
不受力
静止状态
匀速直线运动状态
平衡状态
物体在几个力的作用下保持静止或匀速直线运动，该物体处于平衡状态。
静止的花瓶
知识构建
静止的书
加速行驶的汽车
匀速下落的跳伞员
下面哪些物体处于平衡状态呢？你是怎么判断的？
匀速转动的风车
一、物体的平衡
最上方的静止的石头受到几个力？
F支
G
物体如果在两个力的作用下，处于平衡状态。这两个力就互称为平衡力，简称二力平衡。
请尝试画出物体所受到的力的示意图。
一、物体的平衡
实验探究
二、二力平衡的条件
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？
提出问题：
二、二力平衡的条件
猜想假设：
① 两个力应该在同一物体上
② 两个力的大小可能要相等
③ 两个力的方向可能要相反
④ 两个力可能要在一条直线上
F支
G
设计实验：
实验方案：把小车放在光滑的水平桌面上，同时给小车两端各施加一个力的作用，观察小车在什么条件下能保持运动状态不变。
实验器材：
滑轮（2个）、小车（2个）托盘（2个）、细绳、砝码若干、光滑桌面等。
二、二力平衡的条件
进行实验收集证据：
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
二、二力平衡的条件
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
进行实验收集证据：
二、二力平衡的条件
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。
进行实验收集证据：
二、二力平衡的条件
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。
进行实验收集证据：
二、二力平衡的条件
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。
进行实验收集证据：
二、二力平衡的条件
三、二力平衡条件的应用
F拉
f
为什么用弹簧测力计测量物体所受的摩擦力，一定要求水平匀速拉动物体？
当木块保持匀速直线运动时，它受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，两个力大小相等、方向相反，所以从弹测力计的示数就可知摩擦力的大小。
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
分析与论证：
实验结论：二力平衡的条件是：作用在同一个物体上的两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
二、二力平衡的条件
交流与评估：
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。
实验注意事项：
二、二力平衡的条件
同体
等大
反向
共线
大量研究表明
二力平衡的条件是：作用在同一个物体上的两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
二、二力平衡的条件
例：一辆质量为4t的卡车，在2×103N的牵引力作用下，沿平直公路匀速行驶。求卡车受到的阻力和地面对它的支持力。
三、二力平衡条件的应用
f=F=2×103N
【解】（1）卡车沿平直公路做匀速直线运动，在水平方向上受到的牵引力和阻力为一对平衡力，根据二力平衡的条件，这两个力大小相等，故卡车所受的阻力为
（2）卡车所受的重力G=mg=4×103kg×9.8N/kg=3.92×104N
卡车在竖直方向上处于静止状态，所受的重力和地面对其的支持力为一对平衡力，大小相等，故地面对它的支持力等于
F支=G=3.92×104N
三、二力平衡条件的应用
用弹簧测力计测量物体重力时，为什么一定要求在弹簧测力计稳定后再读数？
物体静止时，受到重力和弹簧测力计对它的拉力，二力平衡，弹簧测力计的示数即为重力大小。
F拉
G
三、二力平衡条件的应用
根据运动状态求受力：
1
判断物体运动状态
2
分析物体受到的分别是哪两个力
3
利用二力平衡条件判断这两个力的大小和方向
三、二力平衡条件的应用
如图所示是小明参加学校体检测量体重时的情景,已知体重秤示数表示的是体重秤所受压力大小，请利用所学的知识说一说体重称测量体重的原理。
知识迁移
1.如图所示，在下列物体的受力示意图中，F与F'大小相等，则哪个物体处于平衡状态 请说明理由。
AB．由图知，二力不在同一直线上，不是一对平衡力，不能处于平衡状态，故A不符合题意；
C．由图知，这两个力大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在同一个物体上，因此是一对平衡力，能处于平衡状态。
知识迁移
2.如图是探究“二力平衡的条件”实验示意图。小车置于水平桌面，两端的轻质细绳绕过定滑轮挂有等重钩码。F1是小车受到的向左的拉力，F2是小车受到的向右的拉力，F1与F2在同一水平直线上。若忽略摩擦，下列说法中错误的是（ ）
A. 小车在水平方向上就只受到F1、F2作用
B. 增减钩码个数，可探究二力大小对小车平衡的影响
C. F1、F2大小相等时，小车可处于平衡状态
D. 将小车水平扭转90时，F1、F2
仍在同一直线上
D
知识拓展
A．实验忽略摩擦，小车水平方向只受到水平向左的拉力F1和F2水平向右的拉力，故A正确，不符合题意；
B．增减钩码个数，小车受到的两个拉力大小不相等，探究二力大小对小车平衡的影响，故B正确，不符合题意；
C．小车两端受到的两个拉力大小相等时，小车处于静止状态，即处于平衡状态，所以 F1、F2大小相等时，小车处于平衡状态，故C正确，不符合题意；
D．将小车水平扭转90°时，两力不在同一直线上，松手后小车不能平衡，会发生转动，探究不在同一直线上的两个力是否平衡，故D错误，符合题意。
知识小结
平衡状态
二力平衡应用
二力平衡
条件：作用在同一个物体上的两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上
概念：物体在两个力的作用下，处于平衡状态
根据运动状态求受力
根据受力情况分析运动状态
知识点1相交线
静止状态
二力平衡
知识点1相交线
匀速直线运动状态

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