物理人教版（2024）第2节 二力平衡完美版教学ppt课件

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1. 依据生活经验认识平衡状态和平衡力的概念,会判断物体受到的力是否为平衡力(物理观念、科学思维)。2.通过探究二力平衡条件的实验过程,归纳、总结出二力平衡的条件。(科学探究)。3.会利用二力平衡的知识分析解决实际问题。(物理观念)。
本节课，我们一起来研究物体受到力的平衡问题。
上一节课，我们知道了牛顿第一定律，它告诉我们：当物体不受力时将保持静止或匀速直线运动状态。 但我们周围的物体都受到力的作用，不受力的物体是不存在的。物体在力的作用下也会保持静止状态和匀速直线运动状态,比如吊在天花板上的电灯,在平直轨道上匀速行驶的列车,这要怎么解释呢?
受竖直向下的重力G和吊绳对它的竖直向上的拉力F拉
受竖直向下的重力G和桌面对它的支持力F支
③平直公路上匀速形式的汽车
④空中匀速直线飞行的飞机
受竖直向下的重力G、路面对它竖直向上的支持力F支、向前的牵引力F牵和向后的阻力F阻
受竖直向下的重力G、竖直向上的升力F升、向前的牵引力和向后阻力
均处于匀速直线运动
【探究归纳】物体受到力的作用时能保持静止或匀速直线运动状态，即运动状态不变。
2. 平衡状态 物体受到几个力的作用时如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说物体处于平衡状态。
思考：物体的速度为零时，一定处于平衡状态吗？ 物体以一定的初速度竖直向上抛出，当它到达最高点时，速度为零，但是受力却不平衡，只受到竖直向下的重力它并没有处于平衡状态。 速度为零时，判断物体是否处于平衡状态，关键看其原状态能否“保持”。
3. 力的平衡：（1）平衡力：使物体处于平衡状态的两个力（或多个力）叫做平衡力。（2）二力平衡：当物体受到两个力的作用时，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这两个力相互平衡，简称二力平衡。
思考：物体受平衡力时，是否等于物体不受力？
静止在桌面上的茶杯，处于平衡状态，受到G和F支的作用效果相互抵消，其运动状态没有发生改变。
如果杯子不受力时，其形状不会发生改变；但是杯子受平衡力作用时，形状已经发生了改变。
【典例1】下列物体受到平衡力作用的是（　　）A．以大小不变的速度围绕地球做圆周运动的人造卫星B．竖直向上抛出的石子C．在水平公路上沿直线匀速行驶的汽车D．从光滑斜面上下滑的小球
【详解】A．以大小不变的速度围绕地球做圆周运动的人造卫星，运动速度大小不变，方向改变，运动状态改变，不是平衡状态，受非平衡力作用，故A不符合题意；B．被竖直向上抛出的石子，运动速度大小不变，运动状态改变，不是平衡状态，受非平衡力作用，故B不符合题意；C．在水平公路上沿直线匀速行驶的汽车，运动速度大小不变，方向不变，运动状态不变，处于平衡状态，受平衡力作用，故C符合题意；D．从光滑斜面上下滑的小球不受摩擦力作用，在重力作用下，运动速度逐渐变大，运动状态改变，不是平衡状态，受非平衡力作用，故D不符合题意。故选C。
【典例2】如图所示，绳子吊着小球从A点静止释放，小球会摆动到B点再摆动到最高点C点，小球摆到C点时，小球处于_______ 状态。（选填“平衡”或“非平衡”）
【详解】不计空气阻力，小球摆到C点时，受到拉力和重力的作用，这两个力不在同一直线上，所以，此时小球所受的力是非平衡力，其处于非平衡状态。
【问题情境】下图中的物体，在力的作用下，处于平衡状态。若只考虑最上面的石头的受力情况，石头受到重力G和支持力F支。
【提出问题】石头的重力G和支持力F支之间满足什么关系呢？
二、实验探究二力平衡的条件
【猜想与假设】石头的重力G和支持力F支之间满足什么关系呢？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?
下面通过实验探究二力平衡的条件。
1. 实验器材： 滑轮两个、砝码若干（选最大的）、两个相同托盘（为了使两边拉力相等）、小车、细绳、光滑桌面（阻力小，以减小阻力对实验的影响）等。2. 实验装置如右图所示。
3. 实验原理 实验时，让小车在水平方向上只受到两个力F1和F2的作用，我们从力的大小、方向去探究在水平方向上F1和F2满足什么关系时，小车可以保持平衡，最后再验证二力平衡时需要作用在同一物体上这一条件。
（1）如右图所示，将细绳分别系于小车的两个挂钩上且保持两根细绳在一条直线上在两个托盘中放入砝码，第一次左盘中砝码质量大，即F1>F2，观察小车的运动情况；第二次左右两盘中砝码质量相等，即F1=F2，观察小车运动情况；第三次左盘中砝码质量小，即F1 F1+T则物体受力不平衡，由静止变为运动，速度变大了，则运动方向与较大的力方向相同，说明电梯是向下加速运动的，故A不符合题意；
B．t2~t3内，压力恢复到静止时的大小，说明受力平衡，因而是匀速下降，故B不符合题意；C．t3~t4内，压力F3大于F2，此时G