八年级物理（第八章 运动和力）第2节 二力平衡（人教版 学习、上课课件）

8.2二力平衡第八章运动和力 逐点导讲练课堂小结作业提升课时讲解1课时流程2平衡状态平衡力探究二力平衡的条件二力平衡条件的应用同一直线上二力的合成 知识点阻力对物体运动的影响知1－讲11.平衡状态静止或匀速直线运动状态。2.平衡力如果一个物体在几个力的作用下处于平衡状态，我们就说这几个力是平衡力。3.二力平衡当一个物体在两个力的作用下处于平衡状态，我们就说这两个力相互平衡，或者说这两个力是一对平衡力。 知1－讲4.物体受平衡力与物体不受力的区别(1)从运动状态上看，物体受平衡力与不受力是等效的，物体都将处于静止或匀速直线运动状态。(2)从物体是否发生形变来看，物体受平衡力会发生形变，物体不受力不会发生形变。深度理解：物体受平衡力作用时，几个力共同作用的效果相互抵消，相当于不受力，所以受平衡力作用的物体运动状态不变。 知1－讲特别提醒：平衡力是指两个或两个以上的力，一个力不可能是平衡力。 知1－练例1[中考·黑龙江]下列物体中，受到平衡力的是()A.正在腾空而起的火箭B.自由竖直下落的石子C.沿光滑斜面下滑的木块D.在平直轨道上匀速直线行驶的火车 知1－练解题秘方：若物体处于平衡状态，则物体不受力或受平衡力的作用；若物体处于非平衡状态，则物体受非平衡力的作用。解析：在平直轨道上匀速直线行驶的火车处于平衡状态，受平衡力的作用；题中火箭、石子、木块的运动状态发生了改变，处于非平衡状态，受力不平衡。答案：D 知1－练误区警示：速度为零的物体不一定处于平衡状态。如，将物体以一定的速度竖直上抛，当它到达最高点时，速度为零，但它只受一个重力作用，它受力不平衡，处于非平衡状态。 知1－练1-1.图1中A、B、C、D分别是小球在四种不同运动状态下用频闪照相机拍摄(每0.1s拍摄一次)的照片，其中受到平衡力作用的是()D图1 知2－讲知识点探究二力平衡的条件21.提出问题二力平衡时，这两个力有什么关系？二力平衡的条件是什么？ 知2－讲2.设计实验如图2所示，让放置在光滑水平面上的小车在水平方向上只受两个力F1和F2的作用，从力的大小、方向和作用点三个方面去探究力F1与F2满足什么条件时，小车可以保持平衡状态。研究对象。 知2－讲3.进行实验(1)使F1与F2在同一直线上，改变细绳下钩码的个数，分别使F1>F2、F1=F2、F1<F2，发现只有F1=F2时，小车才能静止。探究一对平衡力的大小是否相等 知2－讲(2)使F1=F2，扭转小车，使F1与F2不在同一直线上，发现小车会发生转动，直到F1与F2在同一直线上时，小车才会停止转动。探究一对平衡力的大小是否作用在同一直线上。 知2－讲(3)使F1=F2，且在同一直线上，但方向相同，发现小车朝F1、F2的方向运动。探究一对平衡力是否反向。 知2－讲实验记录如下表：小车两端受力大小小车两端受力方向小车两端受力是否在同一直线上小车是否平衡F1>F2相反是否F1=F2相反是是F1<F2相反是否F1=F2相反否否F1=F2相同是否 知2－讲4.分析论证当小车受到的两个力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上，小车才处于平衡状态。5.实验结论作用在同一物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，且作用在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。简记为“同体、等大、反向、共线”。6.实验评估实验中，没有验证“二力作用在同一物体上”这一条件。 知2－讲实验改进:如图3所示，利用一个拼接成的小车，将其分开，发现小车的两部分分别向两边加速运动，不能保持平衡状态，由此可证明一对平衡力作用在同一个物体上。 知2－讲温馨提示:判断两个力是不是一对平衡力时，首先要看这两个力是不是作用在同一个物体上。这个条件非常重要，做题时容易被忽略。 知2－练小明有下列疑问：只受一个力作用的物体能保持平衡状态吗？只受两个力作用的物体一定保持平衡状态吗？物体处于平衡状态时一定只受两个力作用吗？为此他做了如图4所示的实验：例2 知2－练他将一小球用一根细线悬挂起来，如图甲所示，剪断细线后小球落下，如图乙所示。他又将一小球用两根细线悬挂起来，如图丙所示，剪断其中一根细线，小球发生摆动，如图丁所示。通过实验他的疑问得到解决。 知2－练根据实验现象及相关条件，小明归纳得出的初步结论：解题秘方：结合三个探究的目的分析三个对照组，从而归纳得出结论。 知2－练(1)由图甲和乙可知：___________________________________________；只受一个力作用的物体不能保持平衡状态 知2－练解析：图甲中的小球在拉力和重力作用下处于平衡状态，图乙中小球只受到重力作用，加速下降，不是平衡状态，可见，只受一个力作用的物体不能保持平衡状态。 知2－练(2)由图甲和丁可知：__________________________________________；只受两个力作用的物体不一定保持平衡状态 知2－练解析：图甲和丁中，小球都受到两个力的作用，图甲中小球静止，处于平衡状态；图丁中小球沿曲线摆动，不是平衡状态，可见，只受两个力作用的物体不一定保持平衡状态。 知2－练(3)由图甲和丙可知：____________________________________________；物体处于平衡状态时不一定只受两个力作用 知2－练解析：图甲和丙中，小球都处于静止状态，图甲中小球受到重力和拉力两个力的作用而静止；图丙中小球受到两个拉力和重力作用，即三个力共同作用使小球处于静止状态，可见，物体处于平衡状态时不一定只受两个力作用。 知2－练2-1.用如图5装置研究二力平衡条件时，在轻质塑料片两端的细绳上挂等重的钩码，手放开塑料片后，可观察到塑料片将()A.向左下运动B.向右上运动C.仍静止不动D.转过一定角度C 知2－练2-2.[中考·常德]在探究“二力平衡条件”的实验中，实验装置如图6所示。 知2－练(1)实验时，向左盘和右盘同时放入等重的砝码，这时木块保持静止，说明一对平衡力的_______________；但小明在实验时发现，若向左盘和右盘同时放入不等重的砝码时木块仍然保持静止状态，则产生这一现象的原因是________________________。大小相等木块与桌面间存在摩擦力 知2－练(2)现保持F1与F2相等，将木块换成小车，然后扭转一个角度，松手后，小车将__________，设计这一步骤的目的是为了验证二力平衡时的两个力一定___________________。转回来作用在同一直线上 知2－练(3)如果将木块换成弹簧测力计，左右两盘各放入重5N的砝码，则弹簧测力计的示数为()A.10NB.5NC.0NB 知3－讲知识点二力平衡条件的应用31.利用二力平衡条件判断两个力是否是一对平衡力。2.由二力平衡条件可知，若两个力是一对平衡力，则可根据一个力的大小和方向，确定另一个力的大小和方向。 3.由力及运动状态(1)不受力或受平衡力：物体处于静止状态或匀速直线运动状态。(2)受非平衡力：物体的运动状态一定发生改变。知3－讲温馨提示：在推而不动、搬而不起的现象中，隐含的是物体处于静止状态，进一步推理得：此时物体受平衡力的作用。 4.由运动状态及力(1)物体静止或做匀速直线运动：物体不受力或受平衡力。(2)物体的运动状态发生改变：物体受非平衡力。知3－讲 知3－练[中考·滨州]如图7所示，在平直的地面上，一个人用20N的水平方向拉力拉动小车向东做匀速直线运动，小车所受阻力的大小等于______N，阻力的方向向______(填“西”或“东”)。例320西 知3－练解题秘方：根据物体的运动状态知物体受到的拉力与阻力是一对平衡力，再根据一对平衡力的关系判断阻力的大小和方向。解析：小车做匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向上受到的拉力与阻力是一对平衡力，则阻力的大小等于拉力大小，方向与拉力方向相反。 知3－练3-1.如图8所示，一根羽毛放置在长木片上，并保持静止状态。下列对羽毛受到的重力的分析中错误的是()A.重力大小等于木片对它的支持力的大小B.重力方向是竖直向下的C.重心位置在羽毛上的a点D.重心位置在羽毛上的b点D 知4－讲知识点同一直线上二力的合成41.合力当一个力的作用效果与几个力共同作用产生的效果相同时，这个力就叫做那几个力的合力。合力并不总是分力之和。 知4－讲特别提醒:两个力的合力，最大的合力为这两个分力之和，最小的合力为这两个分力之差。 2.同一直线上二力的合成规律(1)方向相同的二力的合成规律：①规律：同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于两力之和，方向与两力方向相同，如图9所示。②公式：F合=F1+F2。③合力的大小与分力的大小关系：合力比分力大。知4－讲 (2)方向相反的二力的合成规律：①规律：同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于两力之差，方向与较大的那个力方向相同，如图10所示。知4－讲 ②公式：F合=∣F1－F2∣。③合力的大小与分力的大小关系：合力比较大的那个分力小。④一对平衡力的合力为零，如图11所示。知4－讲 知4－讲深度理解：一对平衡力的合力为零，受平衡力作用的物体相当于不受力，因此，可以把牛顿第一定律拓展为“物体在没有受到外力或只受平衡力作用时，它将保持静止状态或匀速直线运动状态。” 知4－练如图12所示，物体A放在水平桌面上，在水平方向受到同一直线上的两个力F1和F2的作用，F1=16N，F2=20N，如果实际上物体在水平方向受到的合力为零，则沿水平方向物体还应受到一个力，这个力的大小和方向是()A.20N，方向水平向左B.16N，方向水平向右C.4N，方向水平向左D.4N，方向水平向右例4 知4－练解题秘方：先利用力的合成规律求出F1和F2的合力，再根据第三个力与这个合力平衡，利用二力平衡条件即可得出第三个力的大小和方向。. 知4－练解析：F1与F2的合力F合=F2－F1=20N－16N=4N，方向水平向右。由于三个力的合力为零，则F合与F3是一对平衡力，F3=F合=4N，F3方向与F合方向相反，即方向水平向左。答案：C 知4－练4-1.如图13所示，跳伞运动员跳伞后，运动员和降落伞作为整体受到重力G和空气阻力f的作用。第一阶段加速下降，这时f_______(填“大于”“等于”或“小于”)G，合力为_______。第二阶段匀速下降，这时f______(填“大于”“等于”或“小于”)G，合力为______。小于G－f等于0 二力平衡二力平衡条件应用物体受多个力的作用合力同一直线上二力的合成不平衡物体运动状态改变平衡物体运动状态不变