82二力平衡.docx
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82二力平衡
第二节二力平衡
学习目标：
1、知道在平衡力的作用下，物体也能保持静止状态或匀速直线状态。
2、知道二力平衡的条件和二力平衡时物体的运动状态经历探究二力平衡条件的实验过程、归纳、总结出结论。
3、探究实验，并能对实验数据的分析处理中知道二力平衡的条件
4、应用二力平衡的原理解决生活中的问题。
学习重点、难点：
二力平衡的条件，二力平衡条件的应用
知识点一、平衡状态和平衡力
1、平衡状态的两种情况：
一是物体处于（保持）静止状态；二是物体做匀速直线运动。
这两种情况，物体运动的快慢和方向都没有改变，都称为平衡状态。
2、二力平衡：
物体在两个力作用下如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这两个力平衡。
3、几个力平衡：
物体在几个力作用下，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡。
4、平衡力与平衡状态之间的关系：
物体在平衡力的作用下处于平衡状态，受力的物体处于平衡状态时受的一定是平衡力。
例题讲解：
例1、当物体处于平衡状态时（）
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发生改变D、物体可能处于静止状态，也可能处于匀速直线运动状态
解析：
静止状态和匀速直线运动状态都是平衡状态，物体处于平衡状态时运动状态不会发生改变，所以A、B、C、选项都是错误的。
答案：
D
例2、（2012山东泰安）如图所示，是人们向空中抛出实心球落地面而停止运动的场景，下列情况中实心球受到平衡力作用的是（）
A、实心球在空中上升
B、实心球在空中下降
C、实心球在地面越滚越慢
D、实心球在地面静止不动。
解析：
实心球在空中上升，做减速运动不是平衡状态，所以A选项是错误的；实心球在空中下降，做加速运动，不是平衡状态，所以B选项是错误的；实心球在地面越滚越慢，是减速运动，也不是平状态，所以C选项也是错误的；实心球停止地面，属于静止状态，是平衡状态，所以D选项是正确的。
答案：
D
跟踪练习：
1、在下列事例中，受平衡力作用的物体是（）
A、正在圆形轨道上运行的过上车B、减速进站的火车
C、腾空而起加速上升的火箭D、在马路上匀速行驶的汽车
2、如图所示，光滑的水平桌面上放有两个弹簧测力计，其中B弹簧测力计两边分别加5N的反向拉力。
则下列说法正确的是（）
A、A弹簧测力计都处于平衡状态，B弹簧测力计不是平衡状态。
B、弹簧测力计A、B的示数都为零
C、A弹簧测力计的示数为零，B弹簧测力计的示数为10N
D、A弹簧测力计的示数为零，B弹簧测力计的示数为5N
答案：
1、D2、D
物体不受力和受平衡力：
（1）对于物体的运动状态的描述是等效的；
（2）对于改变物体的形变不等效
知识点二、探究二力平衡的条件
实验器材：
小车，两个定滑轮，小绳，砝码，光滑的桌面，两个小盘。
实验思路：
小车在水平面上只受两个力F1和F2，实验时，我们从力的三要素，即力的大小、方向、作用点三方面探究，力F1和F2在满足什么关系时，小车可保持静止平衡。
实验步骤：
将小车放在光滑的水平桌面上。
①用手按住小车不动，改变小盘内放砝码的个数。
松手后观察小车运动状态。
如图1、2
②用手按住小车不动，保持小盘内砝码个数相等，改变小车悬挂的方向，再放手后观察小车运动状态。
如图3.
③用手按住小车不动，两边各加相等的砝码，用手旋转小车至某一角度，再放手后观察小车运动状态。
如图4
④用手按住两小车不动，两小车分别系一个吊盘，两边各加相等的砝码，且作用在同一直线上，再放手后观察小车运动状态。
如图5
实验结论：
二力平衡的条件是：
两个力作用在同一个物体上，大小相等，方向相反，并且在同一直线上。
（同体、等值、反向、共线）
例题讲解：
例1、（2012•盐城）如图所示，放手后纸片不能保持静止，这样的操作是为了探究物体在平衡状态下所受的两个力（）
A、大小是否相等B、方向是否相反
C、是否作用在同一物体上D、是否作用在同一直线上
解析：
由图中可知：
力的大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，可见此操作是为了探究物体在平衡状态下所受的两个力是否作用在同一直线上；故D正确；ABC错误；
答案：
D
例2、（2012•襄阳）在探究“二力平衡条件”的实验中：
（1）设计组装的实验装置如图所示，老师指出实验桌面越光滑越好，其原因是．
（2）实验中保持F1和F2相等，用手拉小车扭转一个角度，松手后，小车将无法在此位置平衡．实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须满足的条件之一是．
分析：
（1）在研究二力平衡条件时，要排除其它力（如摩擦力）的干扰；
（2）静止或做匀速直线运动的物体将受到平衡力的作用，当两个力满足四个条件时，才是一对平衡力，即“作用在同一个物体上、大小相等、方向相反、在同一条直线上”；物体受平衡力作用时，合力为0．
答案：
（1）减小摩擦力对实验的影响（或减小摩擦力或使小车在水平方向上只受两个力的作用）；
（2）两个力必须作用在同一直线上．
跟踪练习：
1、如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景：
当物体处于静止状态或_状态时我们认为它受到的力是相互平衡的
（1）①小华将系于卡片（重力忽略不计）两对角的线分别跨过左右支架上的定滑轮，滑轮的作用的；
②在线的两端挂上钩码，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．
③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探究．
④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：
．
（2）在探究同一问题时，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．
①实验时，小明发现当向左盘和右盘同时加入一个相等质量的砝码时，木块处于静止状态。
此时木块在水平方向受到两个力的作用，这些力是平衡的。
小明再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，出现这种现象的原因是_____，这时木块在水平方向受到的力（填“平衡”或“不平衡”）。
要避免这种现象产生，请你对该实验装置提出改进意见：
②某同学认为：
物体在平衡力的作用下，其机械能可能会增大。
你认为他的观点是的。
2、如图所示，小明在探究“力和运动关系”的实验中，他将物体M放在在水平桌面上，两边用细绳通过滑轮与吊盘相连，若在左盘中放重为G的砝码，右盘中放为2G的砝码时，物体M能以速度v向右做匀速直线运动。
如果左、右盘中砝码不变，要让物体M能在水平桌面上以2v的速度向左做匀速直线运动，则应在左盘中再加上砝码，所加砝码的重为（）（吊盘重、滑轮与细绳间和滑轮与轴间摩擦不计）
A、GB、2GC、3GD、4G
3、（2014•青岛）回顾实验和探究（请将下列实验报告中的空缺部分填写完整）：
（1）探究二力平衡的条件：
猜想
小雨在探究二力平衡条件时，猜想两个力只要大小相等，方向相反且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡．
过程
叶子姐姐认为小雨的猜想不对，于是设计了如图实验，向挂在轻质硬纸片两端的小盘中加质量相等的砝码时，硬纸片保持静止；用剪刀将硬纸片从中间剪开，发现分开后的硬纸片分别向相反方向运动．
通过上述现象，叶子姐姐得出结论：
只有作用在上的两个力，在大小相等、方向相反且作用在同一直线上时，这两个力才能彼此平衡．从而证明小雨的猜想是错误的．这里运用了法．
程序
提出问题→猜想→→得出结论．
作图
请画出图中轻质硬纸片静止时的受力示意图．
答案：
1、匀速直线运动
（1）①改变力的方向②相反钩码得数量③不能不在同一条直线上的两个力能否平衡④把小纸片一剪两半
（2）减少，摩擦力对实验结果的影响①木块受到向左的摩擦力；平衡；将木块换成小车，减小与桌面之间的摩擦力。
②正确2、B3、同一物体；反证；实验反驳；
物体实验原则：
（1）用小车做实验：
要尽量减小小车与桌面的摩擦，因此要用小车而不用木块，且桌面要光滑。
（2）用卡片做实验：
要尽量减小卡片的质量，减小由于卡片的重力对实验的影响。
知识点三、二力平衡条件的应用
1、典型物体受平衡力分析
2、
（1）由平衡力中的一个力确定另一个力；
（2）由物体的受力情况确定物体的运动情况；
（3）由物体的运动情况确定物体的受力情况，进而判断各力间的关系。
例题讲解：
例1、如图
（1）甲、乙两队进行拔河比赛，当绳被拉紧而静止不动时，甲队对绳的拉力和乙队对绳的拉力是否一对平衡力？
为什么？
如图
（2）中作用在汽车方向盘上的两个力是否一对平衡力？
为什么？
解析：
（1）图中，拉紧的绳受到水平方向两个力的作用而静止，即绳处于平衡状态，所以水平方向对绳的拉力是一对平衡力；图
（2）中两个力不在同一直线上，根据二力平衡的条件，这两个力不是平衡力。
答案：
甲队对绳的拉力和乙队对绳的拉力是一对平衡力，因为绳在二力作用下处于平衡状态；作用在方向盘上的F1和F2不是一对平衡力，因为两力不在同一直线上。
例2（2012•眉山）关于在平直公路上匀速行驶的汽车的受力分析中，下列各对力中属于平衡力的是（）
A、汽车受到的牵引力和汽车受到的重力B、汽车受到的牵引力和汽车受到的阻力
C、地面对汽车的支持力和汽车受到的阻力C、地面对汽车的支持力和汽车对地面的压力
解析：
在平直的公路上匀速前进的汽车处于平衡状态，受到的力为平衡力；汽车受到的阻力和汽车的牵引力是一对平衡力，汽车的重力和地面对它的支持力是一对平衡力．
答案：
B．
跟踪练习：
1、（2014天津）一辆汽车在水平公路上匀速行驶，下列与其相关的各对力中，属于平衡力的是（）
A、汽车受到的牵引力和汽车受到的阻力
B、汽车受到的牵引力和汽车受到的重力
C、汽车受到的重力和汽车对路面的压力
D、汽车对路面的压力和路面对汽车的支持力
2、（2012•扬州）茶杯静止在水平桌面上，以下属于一对平衡力的是（）
A、茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力B、茶杯受到的重力与桌面对茶杯的支持力
C、茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力D、茶杯受到的重力与桌子受到的重力
答案：
1、A2、B
知识点四、平衡力与相互作用力的区别：
（1）不同点：
平衡力是受力物体只有一个，且两力的性质有可能不同。
相互作用力是分别作用在两个物体上，是性质相同的两个力。
（2）相同点：
二力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上；施力物体分别是两个物体。
例题讲解：
例1.如图所示，人沿水平方向拉牛但没有拉动，其中说法正确的是（）
A、绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力
B、绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力
C、绳拉牛的力小于牛拉绳的力
D、绳拉牛的力小于地面对牛的摩擦力
解析：
相互作用力中受力物体是两个，两个力的性质相同，大小相同，在表述上应是A对B的力与B对A的力。
此题中有4对相互作用力：
（1）绳拉牛的力与牛拉绳的力；
（2）绳拉人的力与人拉绳的力；（3）地面给人的摩擦力与人给地面的摩擦力；（4）地面对牛的摩擦力与牛对地面的摩擦力；
平衡力是对同一个物体，大小相同，可以是不同性质的力。
（1）人静止不动即受到两对平衡力：
竖直方向上，地球对人的重力，地面对人的支持力；水平方向上，绳对人的拉力，地面对人的摩擦阻力；
（2）牛静止不动也受到两对平衡力：
竖直方向，受到地球对牛的重力，地面对牛的支持力；水平方向受到，绳对牛的拉力，地面对牛的摩擦力。
答案：
B
例2、（2011·临沂）如图所示，一闹钟静止在水平桌面上，则（）
A、闹钟受到的重力和桌面对闹钟的支持力是一对平衡力
B、闹钟受到的重力和闹钟对桌面的压力是一对平衡力
C、闹钟受到的重力和闹钟受到的支持力是一对相互作用力
D、闹钟受到的重力和闹钟对桌面的压力是一对相互作用力
解析：
闹钟静止不动所以闹钟受到的重力和桌面对闹钟的支持力是一对平衡力，不是相互作用力，即A选项是正确的，C选项是错误的；闹钟受到的重力，与闹钟对桌面的压力，是作用在两个物体上的力，不是平衡力，即B选项是错误的；D选项中涉及到闹钟、地球、桌面三个物体，不是相互作用力，所以D选项是错误的。
答案：
A
跟踪练习：
1、轻型“飞天”直升飞机自重104N，直升飞机工作时所产生的举力随时变化图像如图所示，飞机在OA段的运动状态是，AB段的运动状态是。
2、（2012•襄阳）在自动化生产线上，常用传送带传送工件，如图所示一个工件与传送带一起沿水平向右做加速运动，不计空气阻力，请在图中画出工件受到的所有力的示意图．
答案：
1、静止加速上升2、如图所示。
帮你理解：
课后练习：
1、（2014•南昌）如图所示，已知足球放在桌子上，而桌子立于地球表面．下列两个力是一对平衡力的是（）
A、足球对桌子的压力与桌子对足球的支持力B、桌子对地球的压力与地球对桌子的支持力
C、足球受到的重力与桌子对足球的支持力D、桌子受到的重力与地球对桌子的支持力
2、关于运动和力的关系下列说法正确的是（）
A、运动的物体一定受力的作用B、物体的运动状态改变一定是力的作用
C、有力作用在物体上，物体一定能运动D、有力作用在物体上，物体的运动状态一定改变
3、如图所示,物体m重5牛,物体M重8牛,那么轻质弹簧测力计上的示数及水平地面对物体M的支持力分别为（）
A、3牛、8牛B、5牛、3牛C、8牛、3牛D、13牛、5牛
4、（2014•威海）物理课上，老师演示了如图所示的实验，木块竖立在小车上，随小车一起以相同的速度向右作匀速直线运动，不考虑空气阻力，下列分析正确的是（）
A、木块随小车一起作匀速直线运动时，木块不受摩擦力
B、小车的运动速度增大，则它的惯性和动能也随之增大
C、小车受到阻力突然停止运动时，那么木块将向左倾倒
D、木块对小车的压力与小车对木块的支持力是一对平衡力
5、（2011泉州市）如图所示是小理踢足球的情景，下列分析正确的是（）
A、踢球时，球对脚没有作用力
B、球在空中飞行还受到脚的作用力
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
6、（2013年温州市）如图是小明自创的”大炮”示意图。
当瓶内产生的气体增多时，瓶塞会水平向右冲出，若此时所有外力全部消失，瓶塞将（）
A、立即沿竖直方向下落到地面B、向上运动
C、立即静止D、水平向右作匀速直线运动
7、（2012湖北咸宁）重力相同的a、b两件货物在两台吊车钢索的牵引下竖直向上运动，它们运动的s-t图像分别如图6甲、乙所示，则在图像描述的运动过程中（）
A、它们都做匀速直线运动
B、a货物所受重力和钢索对它的牵引力是一对作用力与反作用力
C、b货物所受重力和钢索对它的牵引力是一对平衡力
D、前6秒内，a货物运动的平均速度小于b货物运动的平均速度
8、如图所示，用水平拉力拉着木块在光滑的桌面上向右运动，当拉力F逐渐变小时，木块运动的速度将（）
A、逐渐变小B、逐渐变大
C、保持不变D、逐渐变小，后逐渐变大
9、假设质量为m的一片雪花从高为h处竖直下落，在下落时，所受阻力的大小与新华下落速度的平方成正比，比例系数为k，其阻力表达式为f=kv2，此雪花降落可能达到的最大速度是v=
10、两辆吊车，吊着两个完全相同的重物在竖直方向上做匀速直线运动，其中一重物以1m/s的速度上升，吊绳的拉力为F1，另一重物以2m/s的速度上升，吊绳的拉力为F2，则F1与F2的关系是（）
A、F1＝1/2F2B、F1=F2C、F1=2F2D、无法确定
11.（2009·株洲）体重500N的吴力同学用双手握住竖直的竹竿匀速上攀，他所受的摩擦力（）
A、等于500N，方向向下B、等于500N，方向向上
C、大于500N，方向向下D、大于500N，方向向上
12、（2014•安徽）如图所示，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置．开始时通过小球压缩弹簧到A位置（已知AO=OB），释放小球，研究小球在水平方向上的受力和运动情况，则（）
A、小球从A运动到O的过程中所受弹力方向向右、速度不断增大
B、小球从O运动到B的过程中所受弹力方向向右、速度不断减小
C、小球运动到B点时将停止运动并保持静止
D、小球在运动过程中所受弹力的方向保持不变
13、（2011·宁波）如图所示“悬空的磁环”活动中，假设甲、乙、丙三个磁环相同，中间塑料管是光滑的。
当磁环都处于静止状态时，甲对乙的作用力F1和丙对乙的作用力F2的大小关系是（）
A、F1小于F2B、F1等于F2C、F1大于F2D、无法比较
14、（2011·淮安）空中匀速下降的两只降落伞，其总质量相等。
甲的速度是3m/s，乙的速度是5m/s，所受阻力F甲、F乙之比是（）
A、3:
5B、2:
5C、5:
3D、1:
1
15、（2014苏州）如图所示，物体在重力、支持力和摩擦力的作用下沿水平面向右做减速直线运动．假设在运动过程中重力突然消失，物体将（ ）
A、立即停止运动
B、向右沿水平方向做减速直线运动直至停止
C、向右沿水平方向做匀速直线运动
D、向右上方做匀速直线运动
16、作用在某一物体上的两个力，如果这两个力的三要素完全相同，则这两力（）
A、一定是平衡力B、可能是平衡力C、一定不是平衡力D、无法确定
17、如图所示，三个钩码的重力都是1N，用三根绳子连接悬挂着，那么a绳受到的拉力为N，b绳受到的拉力为N，c绳受到的拉力为N。
18、（2012成都）如图所示，无风时，站在地面上的小蚂蚁骄傲地托着果实。
对于该静止的果实，下列说法正确的是（）
A、果实受到重力和蚂蚁的支持力作用，这是一对平衡力
B、果实受到重力和蚂蚁的支持力作用，这是一对相互作用力
C、果实能够静止，是因为蚂蚁对它的支持力小于果实受到的重力
D、果实能够静止，是因为蚂蚁对它的支持力大于果实受到的重
19、（2013武汉）如图所示，弹簧测力计下挂着铁块P，其正下方的水平地面上放着一块条形磁铁Q，P和Q均处于静止状态。
已知P和Q的重力分别为G和3G，若弹簧测力计的示数为2G，则下列说法正确的是（）
A、P对弹簧测力计的拉力大小为G
B、P对Q的吸引力和地面对Q的支持力大小分别为G和2G
C、P对Q的吸引
力和Q对P的吸引力是一对平衡力，大小均为G
D、弹簧测力计对P的拉力和Q对P的吸引力是一对平衡力，大小分别均为2G
20、（2013宁波）CCTV科教频道曾报道：
有一辆小车载人后停在水平放置的地磅上时，左前轮、右前轮、左后轮、右后轮对地磅的压力分别为4750N、4980N、4040N、3960N。
假设该小车四个轮子的轴心围成一个长方形，O为几何中心，AB、CD为两条对称轴，如图所示。
若再在车上放一重物，能使整辆车所受重力的作用线通过0点，则该重物的重心应落在（）
A、AOC区域上B、BOC区域上C、AOD区域上D、BOD区域上
21、（2013•锦州）如图所示，一个氢气球用绳子系在地面上，在风的作用下静止在
空中时的场景，请作出氢气球所受力的示意图．
22、（2013年兰州）如图所示，有一根粗细均匀的长木棒，斜放在墙角，画出木棒所受重力G、木棒对墙面的压力FA和地面对木棒的支持力FB的示意图。
23、（2013年福州）如图所示，滑块从斜面顶端滑下后在水平木板表面上滑行。
请画出滑块在木板上滑行时水平方向上受到力的示意图。
24、（2013扬州）如图画出物体在光滑斜面上下滑时的受力示意图。
25、（2014•嘉兴）思想实验是科学研究中的一种重要方法，它是将实验条件、过程在思维中以理想化的方式表现出来，如为了研究轻重不同的物体咋真空中的下落快慢，科学家曾做过下面的思想实验．将大小相同的金、铅、木三个实心小球，分别同时放入三种密度不同的介质中（ρ介质1＞ρ介质2＞ρ介质3），观察比较三个小球下落的快慢，如图所示．
试回答下列问题：
（1）“下落的快慢”可以通过比较三个实心小球在同种介质的同一高度，由静止同时释放，下落到相同位置时所需的得出．
（2）在上述实验中，三个小球下落快慢的差异由大到小的介质一次是．
（3）进一步推理可得，当三个小球在真空时，它们下落快慢的差异将．
课后练习答案：
1、C2、B3、B4、A5、D6、D7、D8、B9、
10、B11、B12、A13、A14、D
15、C16、C17、32118、A19、B20、C21～24如图所示25、
（1）时间
（2）介质1介质2介质3（3）为零
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