二力平衡 (基础)
撰稿:冯保国审稿:史会娜。
学习目标】1、知道什么是平衡状态,平衡力;
2、理解二力平衡的条件;
3、会用二力平衡的条件解决问题。
要点梳理】要点。
一、平衡状态和平衡力。
物体在几个力的作用下保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说该物体处于平衡状态。物体在受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力是平衡力。
要点诠释:
1.平衡力与平衡状态的关系:物体在平衡力的作用下,处于平衡状态,物体处于平衡状态时要么不受力,若受力一定是平衡力。
2.物体受平衡力或不受力保持静止或匀速直线运动状态。
要点。二、二力平衡。
作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
要点诠释:1.二力平衡的条件(高清课堂《二力平衡》)
概括说就是“同物、等大、反向、共线”。
(1)同物:作用在同一物体上的两个力。
(2)等大:大小相等。
(3)反向:两个力方向相反。
(4)共线:两个力作用在同一条直线上。
2.二力平衡的条件的应用:
(1)根据平衡力中一个力的大小和方向,判定另一个力的大小和方向。
(2)根据物体的平衡状态,判断物体的受力情况。
3.二力平衡与相互作用力的区别。
典型例题】类型。
一、基础知识。
1、如图甲是小华同学**二力平衡条件时的实验情景。
1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮,**的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 ,并通过调整来改变拉力的大小。
2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是为了**。
3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小华下一步的操作是。
4)在**同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验.其主要原因是 。
a.减少摩擦力对实验结果的影响。
b.小卡片是比较容易获取的材料。
c.容易让小卡片在水平方向上保持平衡。
d.小卡片容易扭转。
答案】(1)相反钩码的数量。
2)不能不在同一直线上两个力能否平衡。
3)把小卡片剪成两半。
4)a解析】(1)钩码由于重力的作用,会对小卡片施加一个拉力的作用,左端的钩码对小卡片施加一个向左的拉力,右端的钩码对小卡片施加了一个向右的拉力,拉力的大小等于钩码的重力;
2)小卡片转过一个角度,小卡片上受到的两个拉力就不在一条直线上,是验证不在同一直线上两个力是否平衡;
3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力是否平衡,可以将卡片一剪两半,使力作用在两个卡片上;
4)小明将木块放在水平桌面上,木块在水平桌面上静止或运动都可能受到摩擦力的作用,就会影响实验效果。
总结升华】此题**的是二力平衡的条件,二力平衡是初中物理力学中的难点,也是一个重点需要掌握。
举一反三:变式】如下图所示,下列物体受到两个力的作用彼此平衡的是( )
ab.cd.
答案】b2、关于平衡力,下列方法正确的是( )
a.物体只有在静止时受到的力是平衡力。
b.作用在一条直线上的两个力,大小相等,这两个力一定是平衡力
c.物体在平衡力的作用下,处于静止状态或匀速直线运动状态
d.物体受到的拉力和重力的大小相等,这两个力一定是平衡力。
答案】c解析】物体在平衡状态时受到的力是平衡力,平衡状态包括:静止和匀速直线运动状态,故a错误、c正确;
作用在同一物体、同一直线上,大小相等、方向相反的两个力是平衡力;显然b、d都不符合平衡力的条件,故b、d错误;
故选c。总结升华】此题需要识记的内容有:
物体如果保持静止或匀速直线运动状态,那么该物体就处于平衡状态;
平衡力需满足四个条件:同物、同线、等大、反向,缺一不可。
3、如图所示是小李踢足球的情景,下列分析正确的是( )
a.踢球时,球对脚没有作用力。
b.球在空中飞行时受到脚的作用力
c.脚对球的力和球的重力是一对平衡力
d.球静止在水平地面时,球的重力与地面的支持力是一对平衡力。
答案】d解析】a、物体间力的作用是相互的,脚对球施力的同时球也对脚施力,所以该选项错误;
b、球在空中的飞行靠的是惯性,受重力和空气阻力,不再受脚的力,所以该选项错误;
c、尽管脚对球的力和球的重力这两个力的受力物体相同,但它们并不作用在同一条直线上,因此不是平衡力,该选项错误;
d、球的重力和地面的支持力满足平衡力的条件:同一个受力物体、等大、反向、共线,因此该选项正确。
总结升华】本题易错点是把平衡力和相互作用力混淆,平衡力和相互作用力的本质区别是否作用在同一物体上。
举一反三:变式】(高清课堂《二力平衡》例2)猴子能够轻松地倒挂在树枝上,当其倒挂在树枝上静止时,下列说法正确的是。
a.树枝对猴子的作用力和猴子所受重力是一对平衡力
b.猴子对树枝的作用力和猴子所受重力是一对平衡力。
c.猴子对树枝的作用力和树枝对猴子的作用力是—对平衡力。
d.猴子很轻,其重力不需要平衡就能静止在空中。
答案】a类型。
二、知识应用。
4、体育频道经常转播一些重要的象棋或围棋大赛。在复盘讲解时,棋子被吸附在竖直放置的磁性棋盘上保持静止。棋子不会掉落是因为( )
a.棋盘对它的吸引力等于它受到的重力。
b.棋子所受到的合力方向竖直向上
c.棋盘对它的摩擦力大于它受到的重力
d.棋盘对它的摩擦力等于它受到的重力。
思路点拨】因棋子处于静止状态,其一定受到平衡力的作用,然后结合题意找到两对平衡力,再根据平衡力的特点:大小相等、方向相反,就可选出答案。
答案】d解析】因棋子处于静止状态,其一定受到平衡力的作用,然后结合题意找到两对平衡力,再根据平衡力的特点:大小相等、方向相反,就可选出答案。
总结升华】此题考查了平衡力的知识以及受力情况与物体运动状态的联系;抓住物体的状态(静止),再结合平衡力知识可得到各力之间的大小关系以及合力的大小。
5、吊车吊着质量为2吨的物体,在下列的三种情况下,吊车给物体向上的拉力各是多少?
1)物体静止不动;
2)物体以1米/秒的速度匀速上升;
3)物体以2米/秒的速度匀速下降。
思路点拨】(1)根据g=mg计算重力;
2)物体静止和匀速直线运动时受到平衡力的作用,对物体进行受力分析,根据二力平衡条件判断拉力的大小;
3)二力平衡条件:大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在同一物体上。
答案与解析】2t=2000kg,g=mg=2000kg×9.8n/kg=1.96×104n。
物体静止和匀速直线运动状态都受到平衡力的作用,物体受到重力和拉力,二力平衡,大小相等,拉力f=g=1.96×104n。
所以,物体静止时吊车给物体向上的拉力是1.96×104n;物体以1米/秒和以2米/秒的速度匀速上升拉力都是1.96×104n。
总结升华】(1)利用g=mg计算重力或质量。
2)掌握二力平衡条件。
3)物体静止和匀速直线运动时受到平衡力的作用。
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