初中物理北师大版（2024）八年级下册（2024）第五节 二力平衡示范课ppt课件

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平衡状态 平衡力二力平衡的条件二力平衡条件的应用
1. 平衡状态 物体处于静止或匀速直线运动状态。2. 平衡力 处于平衡状态的物体所受的力。3. 二力平衡 如果物体只受两个力而处于平衡状态，这种情况叫作二力平衡。或者说这两个力是一对平衡力。
至少是两个或两个以上的力，一个力不可能是平衡力。
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。
[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
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。
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，但它只受重力作用，它受力不平衡，处于非平衡状态。速度为零时，若物体能保持该状态，则物体处于平衡状态。
1 . 如图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0.1 s 拍摄一次)的照片，其中受到平衡力作用的是( )
1. 提出问题 作用在一个物体上的两个力，符合什么条件才能使物体平衡呢？2. 设计实验 如图1 所示，在一块硬纸板相对的顶点附近各开一个小孔，用细线系住，细线的另一端跨过桌边的滑轮悬挂钩码，观察纸板在什么条件下保持静止。
3. 进行实验(1)组装好实验装置。(2)在纸板两端挂质量不相等的钩码，观察纸板能否静止。(3)在纸板两端挂质量相等的钩码，观察纸板能否静止。(4)保持纸板两端所挂钩码的质量相等，把纸板在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察纸板能否静止。
4. 实验记录 如表格所示。
5. 实验结论 作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡，即合力为零。
实验点拨1. 用硬纸板而不用金属板进行实验，主要是为了避免其重力对实验的影响。2. 实验时，可以通过调整钩码的数量来改变拉力的大小。3. 将纸板扭转一个角度后释放，它受到的两个拉力就不在一条直线上了，这样操作的目的是探究不在同一直线上的两个力能否平衡。
实验拓展如图2所示，将纸板沿竖直方向剪成两半，纸板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。
小荣有下列疑问：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3所示的实验：
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。根据实验现象及相关条件，小荣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。
(1)由图甲和乙可知： ________________________________________。
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，小球不处于平衡状态，可见，只受一个力作用的物体不能保持平衡状态。
只受一个力作用的物体不能保持
(2)由图甲和丁可知： _____________________________________ 。
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，小球不处于平衡状态，可见，只受两个力作用的物体不一定保持平衡状态。
只受两个力作用的物体不一定保持
(3)由图甲和丙可知： ________________________________________。
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。
物体处于平衡状态时不一定只受两
2 .[模拟·潍坊]在探究“二力平衡的条件”实验中，小聪同学采用的实验装置如图甲所示，小明同学采用的实验装置如图乙所示。
(1)老师指出图乙的装置更科学，原因是选用小车，可以减小 _______对实验结果的影响。(2)左右两盘放质量相等的砝码，小车保持静止。将左盘中再添加一个砝码，小车将运动，说明彼此平衡的两个力大小_______ 。(3)小车处于静止后，保持力的大小不变，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，小车将转动，说明彼此平衡的两个力必须在_________上。
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。
[中考·滨州]在平直的地面上，一个人用20 N 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”)。
解题秘方：根据物体的运动状态可知，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可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，即阻力的大小等于拉力的大小，方向与拉力方向相反。
3 . 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________ 。
易错点 将平衡力与相互作用力相混淆如图4 甲，一轻质弹簧(即重力不计)上端挂在铁架台的水平横杆上，下端挂一重为G的小球并保持静止。图乙和丙分别是该状态下小球和弹簧的受力示意图，下列判断正确的是( )A. G 与F3 是一对平衡力B. F1 与F2 是一对平衡力C. G 与F3 是一对相互作用力D. F1 与F2 是一对相互作用力
思路导引：G 的施力物体是地球，受力物体是小球，F3 的施力物体是水平横杆，受力物体是弹簧，所以G 与F3 没有作用在同一个物体上，不是一对平衡力，也不是一对相互作用力，故A、C 错误。F1 是弹簧拉小球的力，F2 是小球拉弹簧的力，这两个力是一对相互作用力，故B 错误，D 正确。
诊误区：平衡力和相互作用力容易混淆，注意区分，相同点：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。不同点：平衡力是同一个受力物体，两个力可以是不同性质的力；相互作用力是两个受力物体，两个力一定是相同性质的力。