8.2二力平衡
牛顿第一定律和二力平衡是解决单个物体在不同的力学情境下所遵循的规律问题，应用非常广泛。不同的物体之间是相互联系、相互影响、相互作用的，对于力，不能脱离受力物体和施力物体而独立存在，讨论和解决问题时必然要涉及施力物体与受力物体间的相互作用及它们之间所遵循的规律，牛顿第三定律揭示的就是这一规律。教材对于牛顿第三定律的内容没有以定律形式出现。
而是通过司空见惯的实例得到物体之间的作用力和反作用力的概念，再与通过实验总结出的二力平衡进行比较，最后再回到实际应用中去。
教学重点。对二力平衡的理解及应用。
教学难点。作用力、反作用力与平衡力的区别。
课时安排。1课时。
三维目标。知识与技能。
1. 理解二力平衡的确切含义，会用它解决有关问题；
2. 知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念；
3.会区分平衡力与作用力和反作用力。
过程与方法。
１.观察生活中力的相互作用现象，思考力的相互作用的规律；
２.通过实验**力的相互作用规律；
３.通过鼓励学生动手、大胆质疑、勇于探索，可提高学生自信心并养成科学思维习惯。
情感态度与价值观。
１.经历观察、实验、**等学习活动，培养尊重客观事实、实事求是的科学态度；
２.通过研究性学习，获得成功的喜悦，培养学好物理的信心；
３.培养与人合作的团队精神。
课前准备。弹簧、弹簧测力计两个、力传感器、钩码、计算机。
教学过程。导入新课。
课件导入。吊灯受到几个力的作用？
吊灯的运动状态怎样？
放在桌面上的书，书的运动状态如何？
做匀速直线运动的小汽车受力如何？
苹果静止在桌面上，跳伞运动员匀速下落。
问题与思考。
力可以改变物体的运动状态，为什么吊灯、书、小汽车、苹果和运动员受到力的作用还能保持原来的运动状态？
知识要点：1.物体在几个力的作用下处于静止或匀速直线运动状态，我们就说该物体处于平衡状态。
2.处于平衡状态下的物体所受的几个力叫做平衡力。
3.当物体在两个力的作用下处于平衡状态时，我们就说这两个力相互平衡，简称二力平衡。
实验**：二力平衡的条件。
1、提出问题：二力平衡要满足什么条件？
2、作出猜想：提示：可从力的三要素考虑。
3、设计实验：想想看实验要分几次完成呢？
控制变量法是实验中必须采用的方法。
4、进行实验：
5、结论：二力平衡的条件是：
作用在同一物体上。
大小相等。方向相反。
作用在同一直线上。
小结：例题与练习：
1、下列四图哪些反映了二力平衡？
2、某人体重为400牛，站在地面上静止不动，他受到和的作用，这两个力的施力物体分别是和 ，这两个力的关系是并且在。
3、一个茶杯放在桌子上静止不动，下列几对力中属于平衡力的是（ ）
a．茶杯的重力和桌子对茶杯的支持力。
b．茶杯对桌子的压力和桌子对茶杯的支持力。
c．桌子的重力与茶杯的重力。
d．桌子的重力与茶杯对桌子的压力。
4、下列关于运动和力的说法中，正确的是（ ）
a．物体静止不动一定是不受力的作用。
b．物体做匀速直线运动一定是不受外力。
c．受平衡力作用的物体一定是静止的。
d．平衡力不改变物体的运动状态。
5、用细绳将小球静止悬吊在天花板上（如图1）。下列关于平衡力的说法正确的是（ ）
a．球所受的重力和球对绳的拉力。
b．球对绳的拉力和绳对球的拉力。
c．绳对球的拉力和球所受的重力。
d．球对绳的拉力和绳对天花板的拉力。
6、在图2所示情况中，物体处于平衡状态的是。
7、当物体只受到一对平衡力作用时。
a．物体一定处于静止状态。
b．物体一定处于匀速直线运动状态。
c．物体的运动状态可能要发生变化。
d．物体有可能处于静止状态，也有
可能处于匀速直线运动状态。
8、一个物体受到两个的作用，且这两个力的三要素完全相同，则下列说法中正确的是（ ）c
a、这两个力一定是一对平衡力
b、这两个力可能是一对平衡力
c、这两个力一定不是一对平衡力
d、以上说法都不正确。
9、下面各图中，所画的两个力彼此平衡的是（ ）
10、起重机的钢丝绳吊着重物，请比较：在重物静止时，重物匀速上升时，重物匀速下降时钢丝绳对重物的拉力大小，则正确的是（ ）d
a． 重物匀速上升时，拉力最大。
b． 重物静止时，拉力最大。
c． 重物匀速下降时，拉力最大。
d． 上述三种情况，拉力一样大。
11、一个文具盒放在水平桌面上静止不动，下列力中属于平衡力的是（ ）c
a、文具盒对桌面的压力和桌面对文具盒的支持力。
b、文具盒的重力和文具盒对桌面的压力。
c、文具盒的重力和桌面对文具盒的支持力。
d、桌子受到的重力和地面对桌子的支持力。
12、质量为2千克的物体，静止悬挂在绳子上，绳子对物体的拉力是多少牛？若提拉物体使它匀速向上运动时，拉力又是多少？(g=10n/kg)
解：g=mg=2kg×10n/kg=20n
因为拉力和重力为平衡力，所以拉力等于重力。
补充材料：1.拔河比赛是一项很有趣的娱乐活动，为**双方作用力的情况，把两队运动员简化为两个人，一个高大强壮的男生与一个瘦小柔弱的女生。
让他们各拿着一个完全相同的测力计对拉。将实验分成如下步骤并让学生仔细观察。
1.让女生“主动”施力，两测力计的示数情况如何？
2.让男生“主动”施力，两测力计的示数情况又如何？
3.让男生穿上溜冰鞋站在水泥地上，女生穿运动鞋与之对拉，在男生运动过程中，两弹簧秤的示数情况又有何特点？
实验中我们能得到什么结论？
2.实验演示。
**作用力与反作用力的关系。
把a、b两个弹簧测力计连接在一起，b的一端固定。用手拉弹簧测力计，如图所示，可以看到两弹簧测力计指针同时移动。这说明弹簧测力计a受到b的拉力f′，弹簧测力计b受到a的拉力与f′大小总是相等、方向总是相反。
两个弹簧测力计的读数有什么关系？它们受力的方向有什么关系？
3.做一做。
先把一个力传感器连在计算机上，在传感器的钩子上挂上钩码。钩子受力的大小随时间变化情况可由计算机屏幕显示。
如图所示，把两个力传感器同时连在计算机上，其中一个系在墙上，另一个握在手中，横坐标轴上下两条曲线分别表示两个传感器受力的大小。
用传感器显示作用力和反作用力。
用力拉一个传感器，可以看到在一个传感器受力的同时，另一个传感器也受到力的作用。而且在任何时刻两个力的大小都是相等的，力的方向都是相反的。如图。
两个钩子受力的情况可以由计算机屏幕显示。
横坐标是时间，纵坐标是力的大小。
结论：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，这就是牛顿第三定律。
教师设疑：以上实验中，相互作用的两个物体都是静止不动的，处在平衡状态。那么两个运动中的物体之间的相互作用力是否满足上述规律呢？
合作**。把一个传感器系在一个物体上，另一个握在手中。如图，当通过传感器用力拉物体时，物体的运动状态可随着力的变化而变化。但在任何时刻，作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。
用传感器显示运动中两物体间的作用力和反作用力。
结论：牛顿第三定律所揭示的规律与物体的运动状态无关，与参考系的选择也无关。
综上所述，我们可以总结出作用力与反作用力的特点：
四同：同大小，同直线，同性质，同时性。
三不同：方向相反，作用点分别在两物体上，作用效果不能相互抵消。
在生活和生产中牛顿第三定律的例子是很多的。
交流讨论：划船时桨向后推水，水就向前推桨，从而将船推向前进。
汽车发动机驱动车轮转动，由于轮胎和地面间的摩擦，车轮向后推地面，地面给车轮一个向前的反作用力，使汽车前进。如图，把驱动轮架起悬空，不让它跟地面接触，这时车轮虽然转动，但车轮不接触地面，不产生向前推车的力，汽车不会前进。
汽车驱动轮向后推动地面，它们获得的反作用力成为汽车的牵引力。
备用训练。1.物体放在水平桌面上，则下列说法中正确的是（ ）
a.桌面对物体支持力的大小等于物体的重力，它们是一对平衡力。
b.物体所受的重力和桌面对它的支持力，是一对作用力反作用力。
c.物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同种性质的力。
d.物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力是一对平衡力。
解析：平衡力作用在同一物体上，且大小相等、方向相反，作用力反作用力分别作用在两个物体上，性质相同，具有同时性。
答案：a2.如图所示，在等臂托盘天平两盘中，一盘放着一个质量为m的物体，另一盘放着电磁铁和铁块，天平平衡。
当电磁铁接通的瞬间，铁块被吸引而离开盘底，则铁块未到达电磁铁的过程中，下列说法中，正确的是（ ）
a.天平右盘下降b.天平左盘下降。
c.天平仍保持平衡d.无法确定天平状态。
解析：电磁铁接通后，铁块向上加速运动，磁铁对它向上的吸引力势必大于铁块的重力，由牛顿第三定律知，铁块对磁铁向下的吸引力大于铁块本身的重力，因而天平左盘下降。
答案：b说一说。
牛顿第三定律研究的现象司空见惯，所以不难相信它的正确性。但是，遇到一些具体问题时，似乎又不尽然。
一个孩子与一个大力士“掰腕子”，两手之间的作用力一样大吗？若两者一样大，大力士怎么会赢呢？如图所示。
参考：大力士与孩子两手之间的力一样大。大力士之所以会赢是因为孩子的承受力小，大力士的承受力大。
人教版物理八年级下册71《力》教案 物理知识点总结
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