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1、五二力平衡体验体验 平衡状态平衡状态活动活动1:1:观察放在桌子上静止的苹果。观察放在桌子上静止的苹果。活动活动2:2:通过多媒体观察匀速直线下降的跳伞运动员。通过多媒体观察匀速直线下降的跳伞运动员。(1)(1)活活动动1 1中中,苹果受苹果受力和力和力两个力力两个力,处处于静止状于静止状态态。(2)(2)活活动动2 2中中,匀速直匀速直线线下降的跳下降的跳伞伞运运动员动员受受力和力和力两个力力两个力,运运动动状状态态(选选填填“改改变变”或或“不改不改变变”)。提示：提示：(1)(1)重支持重支持(2)(2)阻重不改变阻重不改变1.1.什么情况下的力为平衡力什么情况下的力为平衡力?2.2.什
2、么情况下物体处于平衡状态什么情况下物体处于平衡状态?探究探究1 1 平衡状平衡状态态结结合合“体体验验”中的活中的活动动,思考以下思考以下问题问题:1.1.由由“体体验验”知知,物体受到力物体受到力时时,仍保持仍保持状状态态或者或者状状态态,我我们们把把这这种状种状态态称称为为状状态态,受到的受到的力就称力就称为为力。力。提示：提示：书本受力书本受力,保持静止状态不变保持静止状态不变;汽车受力汽车受力,保持匀速直线保持匀速直线运动状态运动状态,运动状态也没变运动状态也没变,因此物体受力时因此物体受力时,其状态也可以保其状态也可以保持不变。我们把这两个状态称之为平衡状态持不变。我们把这两个状态称
3、之为平衡状态,受到的力称为平受到的力称为平衡力。衡力。参考答案：参考答案：静止匀速直线运动平衡平衡静止匀速直线运动平衡平衡2.2.结结合体合体验验的分析的分析,观观察教室的察教室的电电灯、吊扇、放在桌上的瓶子等灯、吊扇、放在桌上的瓶子等物体物体,它它们们各受各受个力作用个力作用,保持保持状状态态,在物理上在物理上把把这这种在两个力的作用下种在两个力的作用下处处于平衡状于平衡状态态叫作叫作平衡。平衡。提示：提示：电灯、吊扇都受重力和拉力两个力电灯、吊扇都受重力和拉力两个力,放在桌上的瓶子受放在桌上的瓶子受重力和支持力两个力重力和支持力两个力,在物理上物体受两个力而保持平衡状态在物理上物体受两个力
4、而保持平衡状态,称之为二力平衡。称之为二力平衡。参考答案：参考答案：两平衡二力两平衡二力探究探究2 2 探究二力平衡条件探究二力平衡条件实验实验器材器材:硬硬纸纸板、板、钩码钩码若干、若干、细线细线、两、两边带边带滑滑轮轮的木板。的木板。1.1.实验实验中中,如何判断硬如何判断硬纸纸板所受的力板所受的力为为平衡力平衡力?提示：提示：使物体处于平衡状态使物体处于平衡状态(静止状态或匀速直线运动状态静止状态或匀速直线运动状态)的的力是平衡力力是平衡力,故根据硬纸板是否处于静止状态或匀速直线运动故根据硬纸板是否处于静止状态或匀速直线运动状态来判断硬纸板受的力是否为平衡力。因为匀速直线运动状状态来判断
5、硬纸板受的力是否为平衡力。因为匀速直线运动状态不容易判断态不容易判断,故以硬纸板是否处于静止状态来判断硬纸板受故以硬纸板是否处于静止状态来判断硬纸板受的力是否为平衡力。的力是否为平衡力。参考答案：参考答案：硬纸板是否处于静止状态硬纸板是否处于静止状态,若处于静止状态若处于静止状态,则受到则受到的力为平衡力的力为平衡力,否则为非平衡力。否则为非平衡力。2.2.实验设计实验设计:(1)(1)用手按住硬纸板不动用手按住硬纸板不动,两边各挂一个钩码两边各挂一个钩码,二力大小二力大小,方向方向,放手后硬纸板放手后硬纸板(选填选填“静止不动静止不动”或或“运动运动”)。(2)(2)用手旋转硬纸板使纸板边与
6、桌面平行用手旋转硬纸板使纸板边与桌面平行,则两个力的作用则两个力的作用(选填选填“不在不在”或或“在在”)同一直线上同一直线上,放手后硬放手后硬纸板纸板(选填选填“静止不动静止不动”或或“转动转动”)。(3)(3)硬纸板静止时硬纸板静止时,在其中一个钩码下再挂一个在其中一个钩码下再挂一个50 g50 g的钩码的钩码,此此时二力大小时二力大小,方向方向,作用在作用在直线上直线上,最终硬纸板最终硬纸板(选填选填“静止不动静止不动”或或“运动运动”)。参考答案：参考答案：(1)(1)相等相反静止不动相等相反静止不动(2)(2)不在转动不在转动(3)(3)不相等相反同一运动不相等相反同一运动3.3.实
7、验结论实验结论:二力平衡条件是两个力作用在二力平衡条件是两个力作用在物体上物体上,大小大小、方向、方向,作用在作用在直直线线上。上。提示：提示：对比三个实验得出两个力只有作用在同一个物体上、同对比三个实验得出两个力只有作用在同一个物体上、同一直线上、大小相等、方向相反才能使硬纸板保持平衡状态一直线上、大小相等、方向相反才能使硬纸板保持平衡状态(静止静止)。参考答案：参考答案：同一个相等相反同一同一个相等相反同一4.4.交流与交流与评评估估:(1)(1)实验实验中中,为为什么什么选择选择的硬的硬纸纸板板质质量要量要轻轻?参考答案：参考答案：为了减小硬纸板与桌面间的阻力对实验的影响。为了减小硬纸板
8、与桌面间的阻力对实验的影响。(2)(2)受到平衡力的物体的合力大小是多少受到平衡力的物体的合力大小是多少?提示：提示：物体受到一对平衡力物体受到一对平衡力,大小相等、方向相反大小相等、方向相反;由二力合成由二力合成的法则可知的法则可知F F合合=F=F1 1-F-F2 2=0=0。参考答案：参考答案：0 0一、二力平衡一、二力平衡1.1.平衡状态平衡状态:物体处于物体处于_状态。状态。2.2.平衡力平衡力:处于处于_状态的物体所受的力。状态的物体所受的力。3.3.二力平衡二力平衡:物体只受物体只受_而处于平衡状态的情况。而处于平衡状态的情况。二、二力平衡的条件二、二力平衡的条件1.1.作用在作
9、用在_物体上。物体上。2.2.大小大小_。3.3.方向方向_。4.4.作用在作用在_直线上。直线上。静止或匀速直线运动静止或匀速直线运动平衡平衡两个力两个力同一同一相等相等相反相反同一同一考点考点1 1 探究二力平衡条件探究二力平衡条件【典例典例1 1】(2012(2012襄阳中考襄阳中考)在探究在探究“二力平衡条件二力平衡条件”的的实验实验中中:(1)(1)设计组设计组装的装的实验实验装置如装置如图图所示。老所示。老师师指出指出实验实验桌面越光滑越桌面越光滑越好好,其原因是其原因是_。(2)(2)实验实验中保持中保持F F1 1与与F F2 2相等相等,用手将小用手将小车车扭扭转转一个角度一
10、个角度,松手后松手后,小小车车将无法在此位置平衡。将无法在此位置平衡。实验实验中中设计这设计这一步一步骤骤的目的是的目的是为为了探了探究二力平衡究二力平衡时时,两个力必两个力必须满须满足的条件是足的条件是_。【思路导引思路导引】解答本题主要抓住以下两点解答本题主要抓住以下两点:(1)(1)光滑光滑:阻力小阻力小;(2)(2)扭转扭转:不在一条直线上。不在一条直线上。【精讲精析精讲精析】本题考查探究二力平衡的条件。本题考查探究二力平衡的条件。(1)(1)实验过程中我们要分析小车在水平方向上受力实验过程中我们要分析小车在水平方向上受力F F1 1、F F2 2的情况的情况,所以应减小摩擦力对实验的
11、影响所以应减小摩擦力对实验的影响,使桌面越光滑越好使桌面越光滑越好;(2);(2)将小将小车扭转一个角度时车扭转一个角度时,力力F F1 1、F F2 2虽然大小相等虽然大小相等,但是不在同一条直但是不在同一条直线上线上,松手后小车无法平衡松手后小车无法平衡,表明这两个力还必须在同一直线上。表明这两个力还必须在同一直线上。答案：答案：(1)(1)减小摩擦力对实验的影响减小摩擦力对实验的影响(2)(2)两个力必须作用在同一直线上两个力必须作用在同一直线上【方法归纳方法归纳】实验中的误差分析实验中的误差分析(1)(1)为减小摩擦力对实验的影响为减小摩擦力对实验的影响:桌面要光滑桌面要光滑,用小车而
12、不用木用小车而不用木块。块。(2)(2)为减小托盘对实验结果的影响为减小托盘对实验结果的影响:托盘的质量要小托盘的质量要小,且两个盘且两个盘质量相等。质量相等。考点考点2 2 二力平衡条件及二力平衡条件及应应用用【典例典例2 2】(2013(2013咸宁中考咸宁中考)如如图图所示所示,放在桌面上的茶放在桌面上的茶壶处壶处于静于静止状止状态态,对对于于该该静止的茶静止的茶壶壶,下列下列说说法中正确的是法中正确的是()()A.A.茶壶受到重力和桌面对它的支持力茶壶受到重力和桌面对它的支持力,这是一对平衡力这是一对平衡力B.B.茶壶受到重力和桌面对它的支持力茶壶受到重力和桌面对它的支持力,这是一对相
13、互作用力这是一对相互作用力C.C.茶壶静止是因为桌面对它的支持力小于茶壶受到的重力茶壶静止是因为桌面对它的支持力小于茶壶受到的重力D.D.茶壶静止是因为桌面对它的支持力大于茶壶受到的重力茶壶静止是因为桌面对它的支持力大于茶壶受到的重力【思路导引思路导引】【精讲精析精讲精析】选选A A。本题考查二力平衡的应用。二力平衡中的。本题考查二力平衡的应用。二力平衡中的“二力二力”必须满足必须满足“大小相等、方向相反、作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上作用在同一直线上”,即即“同体、等大、反向、共线同体、等大、反向、共线”。相互。相互作用力是作用力是“不同体、等大、反
14、向、共线不同体、等大、反向、共线”。茶壶受到的重力与。茶壶受到的重力与桌面对它的支持力满足桌面对它的支持力满足“同体、等大、反向、共线同体、等大、反向、共线”的条件的条件,所以所以A A正确正确,B,B错误。茶壶处于静止状态错误。茶壶处于静止状态,受到平衡力的作用受到平衡力的作用,支支持力和重力的大小相等持力和重力的大小相等,所以所以C C、D D错误。错误。【方法归纳方法归纳】(1)(1)判定平衡力的方法判定平衡力的方法:根据状态根据状态:物体只要处于平衡状态物体只要处于平衡状态,所受的力一定是平衡力。所受的力一定是平衡力。依据二力平衡条件依据二力平衡条件,满足八个字满足八个字:“同体同体”
15、“”“等大等大”“”“反向反向”和和“共线共线”。(2)(2)平衡力和相互作用力的区别平衡力和相互作用力的区别:平衡力平衡力相互作用力相互作用力图示图示不同点不同点作用在一个物体上作用在一个物体上作用在两个物体上作用在两个物体上相同点相同点大小相等、方向相反、在一条直线上大小相等、方向相反、在一条直线上(3)(3)应用应用:求力的大小和方向。求力的大小和方向。1.(20131.(2013株洲中考株洲中考)下列运动过程中下列运动过程中,处于平衡状态的物体处于平衡状态的物体是是()()A.A.在空中自由下落的苹果在空中自由下落的苹果B.B.竖直向上抛出的石子竖直向上抛出的石子C.C.沿光滑斜坡滚动
16、的小球沿光滑斜坡滚动的小球D.D.在空中匀速直线下降的跳伞运动员在空中匀速直线下降的跳伞运动员【解析解析】选选D D。本题考查二力平衡。平衡状态包括静止和匀速。本题考查二力平衡。平衡状态包括静止和匀速直线运动状态直线运动状态,即合力为零的状态。自由下落的苹果受到的重即合力为零的状态。自由下落的苹果受到的重力大于空气阻力力大于空气阻力,下落速度越来越快下落速度越来越快,故不是平衡状态故不是平衡状态;竖直向竖直向上抛出的石子同样受到向下的合力上抛出的石子同样受到向下的合力,不是平衡状态不是平衡状态;沿光滑斜坡沿光滑斜坡滚动的小球受到重力和支持力滚动的小球受到重力和支持力,但是没有摩擦力但是没有摩擦
17、力,合力一定沿斜合力一定沿斜坡向下坡向下,所以也不是平衡状态所以也不是平衡状态;D;D选项运动员匀速直线下降选项运动员匀速直线下降,处于处于平衡状态。平衡状态。2.(20132.(2013江西中考江西中考)如图所示如图所示,下列说法正确的是下列说法正确的是()()A.A.小鸟受到的重力与小鸟对树枝的压力是一对平衡力小鸟受到的重力与小鸟对树枝的压力是一对平衡力B.B.小鸟对树枝的压力与树枝对小鸟的支持力是一对平衡力小鸟对树枝的压力与树枝对小鸟的支持力是一对平衡力C.C.小鸟受到的重力与树枝对小鸟的支持力是一对平衡力小鸟受到的重力与树枝对小鸟的支持力是一对平衡力D.D.小鸟受到的重力与树枝受到的重
18、力是一对平衡力小鸟受到的重力与树枝受到的重力是一对平衡力【解析解析】选选C C。本题考查二力平衡。二力平衡中的。本题考查二力平衡。二力平衡中的“二力二力”必必须满足须满足“大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上一直线上”,即即“同体、等大、反向、共线同体、等大、反向、共线”。A A中的重力与压中的重力与压力方向都是向下力方向都是向下,不满足不满足“反向反向”,也不满足也不满足“同体同体”,A,A错错;B;B中中压力的受力物体是树枝压力的受力物体是树枝,支持力的受力物体是小鸟支持力的受力物体是小鸟,不满足不满足“同同体体”,B,B错错
19、;C;C中的重力与支持力满足二力平衡的条件中的重力与支持力满足二力平衡的条件,C,C正确正确;D;D中中小鸟受到的重力与树枝受到的重力小鸟受到的重力与树枝受到的重力,不满足不满足“反向反向”“”“同体同体”,D D错。错。3.3.汽车在牵引力和地面与空气的阻力这两个力的作用下汽车在牵引力和地面与空气的阻力这两个力的作用下,在平在平直的公路上匀速行驶直的公路上匀速行驶,如图所示如图所示,关于牵引力与阻力的大小关系关于牵引力与阻力的大小关系为为()()A.A.牵引力大于阻力牵引力大于阻力B.B.牵引力小于阻力牵引力小于阻力C.C.牵引力等于阻力牵引力等于阻力D.D.无法确定无法确定【解析解析】选选
20、C C。本题考查二力平衡的应用。汽车在牵引力和地。本题考查二力平衡的应用。汽车在牵引力和地面与空气的阻力这两个力的作用下做匀速直线运动面与空气的阻力这两个力的作用下做匀速直线运动,所以这两所以这两个力是一对平衡力个力是一对平衡力,由平衡力的特点可知互为平衡力的两个力由平衡力的特点可知互为平衡力的两个力的大小是相等的的大小是相等的,所以阻力和牵引力的大小是相等的。故选所以阻力和牵引力的大小是相等的。故选C C。4.4.如图所示如图所示,三个钩码的重力均为三个钩码的重力均为1 N,1 N,用三根绳子连接悬挂着用三根绳子连接悬挂着,那么那么a a绳受到的拉力为绳受到的拉力为N,bN,b绳受到的拉力为
21、绳受到的拉力为N,cN,c绳受到的拉力为绳受到的拉力为N N。【解析解析】本题考查平衡力的应用。由题图可知本题考查平衡力的应用。由题图可知,a,a绳下挂着三个绳下挂着三个钩码钩码,a,a绳受到的拉力等于三个钩码的重力绳受到的拉力等于三个钩码的重力,即即3 N;3 N;同理同理b b绳受到绳受到的拉力等于的拉力等于2 2个钩码的重力个钩码的重力,为为2 2 N;cN;c绳受到的拉力等于绳受到的拉力等于1 1个钩码个钩码的重力的重力,为为1 N1 N。答案：答案：3 32 21 15.5.如图所示如图所示,跳伞运动员和伞在空中匀速直线下降跳伞运动员和伞在空中匀速直线下降,已知人和伞已知人和伞的总重
22、为的总重为750 N,750 N,则人和伞受到的阻力大小为则人和伞受到的阻力大小为N,N,方向是方向是。【解析解析】本题考查了平衡力的应用。跳伞运动员和伞在空中匀本题考查了平衡力的应用。跳伞运动员和伞在空中匀速直线下降速直线下降,则人和伞在竖直方向上受平衡力的作用则人和伞在竖直方向上受平衡力的作用,即人和伞即人和伞受到的重力与人和伞受到的阻力是一对平衡力受到的重力与人和伞受到的阻力是一对平衡力,这两个力大小这两个力大小相等相等,方向相反方向相反,所以阻力的大小等于所以阻力的大小等于750 N,750 N,方向竖直向上。方向竖直向上。答案：答案：750750竖直向上竖直向上6.(20136.(2
23、013佛山中考佛山中考)如图所示的如图所示的A A物体处于静止状态物体处于静止状态,请画出请画出A A在水平方向的受力示意图。在水平方向的受力示意图。【解析解析】本题考查平衡力示意图的画法。物体本题考查平衡力示意图的画法。物体A A处于静止状态处于静止状态,受平衡力的作用。在水平方向受到相同重量的钩码的拉力。因受平衡力的作用。在水平方向受到相同重量的钩码的拉力。因此两拉力大小相等、方向相反此两拉力大小相等、方向相反,且在同一直线上。且在同一直线上。答案：答案：7.7.在探究在探究“二力平衡的条件二力平衡的条件”的实验中的实验中:(1)(1)实验实验装置如装置如图图所示。所示。实验实验目的是探究
24、小目的是探究小车车在水平方向上所受在水平方向上所受两个拉力两个拉力F F1 1、F F2 2的关系。的关系。实验实验中中,小小车应该处车应该处于于状状态态。(2)(2)实验实验中中,通通过调过调整整来改来改变变F F1 1和和F F2 2的大小。的大小。(3)(3)实验实验中中,保持保持F F1 1与与F F2 2大小相等大小相等,用手将小用手将小车车扭扭转转一个角度一个角度,松手松手后后,小小车车将将_。【解析解析】本题考查探究二力平衡的条件。本题考查探究二力平衡的条件。(1)(1)如题图所示如题图所示,实验实验目的是探究小车在水平方向上所受两个拉力目的是探究小车在水平方向上所受两个拉力F
25、F1 1、F F2 2的关系。故的关系。故在探究中在探究中,应使小车处于平衡状态即静止状态。应使小车处于平衡状态即静止状态。(2)(2)小车受到的小车受到的拉力拉力F F1 1和和F F2 2分别等于水平桌面两端所挂钩码的重力分别等于水平桌面两端所挂钩码的重力,可以通过调可以通过调整钩码的个数来改变整钩码的个数来改变F F1 1和和F F2 2的大小。的大小。(3)(3)用手将小车扭转一个角用手将小车扭转一个角度度,小车受到的力小车受到的力F F1 1和和F F2 2不在一条直线上不在一条直线上,小车受到的不再是一小车受到的不再是一对平衡力对平衡力,小车就会转动。小车就会转动。答案：答案：(1)(1)静止静止(2)(2)钩码个数钩码个数(3)(3)转动转动,直到转回一条直线上直到转回一条直线上 找找你容易错在哪里找找你容易错在哪里向日葵因生长在茎顶端的花盘随太阳转动而得名。如图是处于向日葵因生长在茎顶端的花盘随太阳转动而得名。如图是处于静止状态的向日葵静止状态的向日葵,请在图中作出花盘的受力示意图。请在图中作出花盘的受力示意图。【学生自答学生自答】【教师点评教师点评】两个力的方向、作用点正确两个力的方向、作用点正确;两个力的大小画错两个力的大小画错,线段应等长。线段应等长。【正确画图正确画图】