物理沪科版第三节 力的平衡图文ppt课件

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平衡状态和平衡力探究二力平衡的条件二力平衡条件的应用
1. 平衡状态(1)两种运动状态的分析
(2)平衡状态：物体如果在两个(或多个)力的作用下，能保持静止或匀速直线运动状态，我们就说该物体处于平衡状态。
思路点拨逆向思考:力是改变物体运动状态的原因→若物体的运动状态不改变，则物体可能不受力或物体所受的力的合力为0。
2. 平衡力(1)平衡力：使物体处于平衡状态的力，叫做平衡力。如图1 甲，处于静止状态的水杯受到的支持力F支和重力G 是平衡力；如图乙，处于匀速直线运动状态的汽车水平方向受到的牵引力F 牵和阻力F 阻是平衡力。
(2)二力平衡：当物体在两个力的作用下处于平衡状态，这两个力就是一对平衡力。
归纳总结平衡状态、二力平衡、平衡力之间的关系：
如图2 所示是每隔0.1 s 拍摄一次的小球运动的频闪照片，其中受平衡力作用的是( )
解析：处于平衡状态的物体，受到平衡力的作用；平衡状态包括静止状态和匀速直线运动状态，图中四个情景中，做匀速直线运动的小球处于平衡状态，受平衡力，故选A。
方法点拨根据平衡状态判断平衡力：
1. 提出问题：二力平衡时，这两个力的三要素要满足什么条件呢？2. 设计实验(1)使物体在某一方向上处于平衡状态：①使物体在某一方向上只受两个力；②使物体处于静止或匀速直线运动状态。
(2)实验方案的优化① 如图甲：木块处于平衡状态时在水平方向上可能受到摩擦力，以木块两侧所受拉力作为平衡的两个力进行研究时，摩擦力可能会影响实验结果。
②如图乙：小车处于平衡状态，水平方向上也可能受到摩擦力，小车与桌面的摩擦力较小，所以该方案比甲好。③如图丙：选用轻质卡片作为研究物体，重力忽略不计，卡片只受两侧拉力处于平衡状态，方便研究，该方案比乙好。
(3)利用控制变量思想进行探究：逐个探究使物体平衡时两个力的三要素要满足的条件。
实验点拨实验方案的优化原则：(1)尽量减少无关变量的干扰：图3 丙装置中可以忽略摩擦力的影响。(2)实验效果易观察或易实现：平衡状态有两种体现形式，一种是静止状态，一种是匀速直线运动状态；匀速直线运动状态不好判断，静止状态容易判断，故实验时让物体处于静止状态。(3)影响变量稳定、易控制：实验中，物体所受拉力是钩码的重力引起的，单个钩码所受的重力是不变的，稳定的；改变物体所受拉力，可以通过改变钩码数量来实现，易控制。
3. 进行实验：利用如图4 所示的装置进行实验探究。
4. 二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
拓展延伸相同的结论背后有相同的条件：由思维导图发现，静止和做匀速直线运动的物体，无论受力还是不受力，都可认为所受合力为零。
在如图5 所示的各种情景中，物体受到F1 与F2 两个力的作用，这两个力彼此平衡的是( )
解析：二力平衡必须同时满足“同体、共线、反向、等大”四个条件。A 中不满足“共线”，B 中不满足“等大”，C 中全部满足，C 中的两个力彼此平衡，D 中不满足“同体”。
技巧点拨两个彼此平衡的力，必须同时满足“3+1”的条件：(1)“3”是指“同体、反向、等大”，结合力的三要素记忆。(2)“ 1”是指“共线”。
1. 判断两个力是不是平衡力：若两个力满足二力平衡条件，则这两个力是平衡力。
2. 判断物体是否处于平衡状态(1)处于平衡状态：一个物体受到两个力，若这两个力满足“等大、共线、反向”的条件，则物体处于平衡状态。(2)处于非平衡状态：一个物体受到两个力，若这两个力不满足“等大、共线、反向”中的任一条件，则物体受非平衡力，物体的运动状态一定发生改变。
3. 求处于平衡状态的物体受到的力的大小和方向(1)求平衡力(两个力)中一个力的大小：根据“等大”，由平衡力中的一个力的大小，求另一个力的大小。(2)确定平衡力(两个力)中一个力的方向：根据“反向”，由平衡力中一个力的方向，确定另一个力的方向。
归纳总结平衡状态与平衡力的区别及关系：(1)平衡状态：是指物体的状态，包括：静止状态和匀速直线运动状态。(2)平衡力：是指物体在平衡状态时受到的力。(3)二者的关系：物体处于平衡状态时必受平衡力的作用；物体所受力为平衡力时必处于平衡状态。
如图6 所示，用细绳将重力为5 N 的小球悬挂在无人机上，无人机带着小球竖直向上匀速运动，小球与无人机保持相对静止，不计空气阻力，则细绳对小球的拉力为______N，方向________ 。
解析：小球随无人机竖直向上匀速运动，处于平衡状态，在竖直方向上受到重力和拉力的作用；根据二力平衡条件可知，拉力T=G=5 N，拉力方向与重力方向相反，故拉力方向竖直向上。
归纳总结二力平衡条件的应用：