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1、 年级 下 第七章 力 与 名联欣赏 当归方寸地 独活人世间 第三节 力 的 平 衡 学 习 目 标 导 航 知道在平衡力的作用下 物体保持静止或匀速直线运动状态 对处于平衡状态下的物体进行受力分析 知道平衡力的概念 在探究实验中要求学生自己处理实验数据 并从对数据的分析处理中认识 二力平衡的条件 知道运动状态变化的原因 应用二力平衡的知识分析 解决简单的问题 教 材 知 识 详 析 要点 平衡状态和平衡力 平衡状态 物体在受到两个力 或多个力 作用时 如果能保持静止或匀速 直线运动状态 我们就说物体处于平衡状态 即物体的平衡状态包括两种状态 第三节 力 的 平 衡 纯真的常常是知识渊博的学者
2、 阿拉伯谚语 名言大观 静止或匀速直线运动状态 前者是静平衡 后者是动平衡 平衡力 使物体处于平衡状态的两个力 或多个力 叫平衡力 例如进站的火车 被推出去的铅球 它们的运动状态都在变化 还有一类物体运动 状态保持不变 例如挂在枝头静止不动的苹果 停泊在江面上的轮船 匀速下落的伞兵 如图所示 由于都受到平衡力的作用 因此能保持静止或匀速直线运动状态 归纳整理 在平衡状态时 物体所受力的作用效果相互抵消 所以说平衡状 态就是运动状态不变 根据牛顿第一定律 物体不受任何外力作用时 处于静止状态或匀速直线 运动状态 而当物体受平衡力作用时 也处于静止或匀速直线运动状态 例 多选 下列说法正确的是 A
3、 做匀速直线运动的汽车一定受平衡力作用 B 静止的汽车一定不受力的作用 C 受平衡力的汽车一定做匀速直线运动 D 受平衡力的汽车可能静止 精析 根据平衡状态和平衡力的概念可知 做匀速直线运动的汽车处于平衡状 态 且此时汽车一定受平衡力的作用 即A正确 静止的汽车受重力和地面支持力作 用 故B错误 受平衡力的汽车一定处于平衡状态 但平衡状态包括静止和匀速直线 运动 即受平衡力的汽车可能静止 也可能做匀速直线运动 故C错误 D正确 解答 A D 物体不受力或受平衡力时 一定会处于静止状态或匀速直线运动状 态 在日常生活中 不受力的情况是没有的 所以若物体处于静止状态或匀速直线 运动状态 此物体一定
4、受平衡力作用 例 下列关于运动和力的说法 正确的是 A 物体静止不动一定是不受力作用 B 物体做匀速直线运动一定是不受力作用 C 受平衡力作用的物体一定静止 D 原来运动的物体 受平衡力作用时 一定做匀速直线运动 精析 要判断物体在平衡力作用下是保持静止还是做匀速直线运动 要看物体 年级 下 第七章 力 与 名联欣赏 客上天然居 居然天上客 僧游云隐寺 寺隐云游僧 受平衡力作用前是静止的还是运动的 原因是物体有惯性 物体在不受力或在平衡 力作用下 原来静止的静止 原来运动的做匀速直线运动 因此 应选D 解答 D 此类问题主要考查力和运动的关系 根据牛顿第一定律和平衡力的知 识可知 物体不受外力
5、或受平衡力的作用物体处于平衡状态 即静止状态或匀速 直线运动状态 物体受非平衡力时 则它的状态一定发生改变 要点 二力平衡 如果一个物体在两个力的作用下保持静止状态或匀速直线运动状态 我们 就说这两个力是平衡的 称为二力平衡 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 并且 作用在同一直线上 则这两个力就彼此平衡 巧记口诀 二力作用同一物 等值反向一直线 物体受到平衡力 运动状态不 改变 二力平衡的条件的应用 物体在两个力作用下处于平衡状态时 可以根 据其中一个力的大小 方向 确定另一个力的大小和方向 根据物体的受力情况 可以判定物体是否处于平衡状态 即静止状态或匀速直线运动
6、状态 平衡力和相互作用力的比较 平衡力相互作用力 相 同 点 两个力大小相等 方向相反 在同一直线上 不 同 点 作用在同一物体上 作用效果是 使物体保持平衡 分别作用在两个相互作用的物 体上 一般产生的效果不相同 没有时间关系同时产生 同时消失 不一定为同性质的力 一定为同性质的力 若弹力都是 弹力 若摩擦力都是摩擦力 示意图 示意图 关键提醒 理解二力平衡的条件抓住四点 即 同体 等大 反向 共线 第三节 力 的 平 衡 学者决不知道什么是枯燥 里希特 名言大观 彼此平衡的两个力的合力为零 即F合 F F 拓展反思 从理论上讲 物体保持静止状态或匀速直线运动状态的条件是 不 受力或受平衡力
7、 但是在现实生活中 不受任何外力的物体是不存在的 所以我们 实际见到的保持静止或匀速直线运动状态的物体 都是由于受到平衡力的作用 在 物体只受两个力作用的情况下 我们可以进行如下推理或判断 物体静止或做匀速直线运动 二力平衡 符合二力平衡条件 例 图中 物体所受的两个力彼此平衡的是 精析 A B选项 两个力不是作用在同一条直线上 所以不是一对平衡力 故 A B选项不正确 C选项 两个力大小相等 方向相反 作用在一条直线上 作用在 一个物体上 所以是一对平衡力 故C选项正确 D选项 两个力的大小不相等 所 以不是一对平衡力 故D选项不正确 故选C 解答 C 二力平衡的条件 大小相等 方向相反 作
8、用在一条直线上 作用在一 个物体上 二力平衡的辨别关键就是抓住平衡的四个条件 缺一不可判断 例 一个物体放在水平桌面上 下列一对力中是平衡 力的是 A 物体受到的重力和物体对水平桌面的压力 B 物体受到的重力和水平桌面对物体的支持力 C 物体受到的支持力和物体对水平桌面的压力 D 桌子受到的重力和物体对水平桌面的压力 精析 A选项 物体受到的重力和物体对水平桌面的压 力 二者的方向是相同的 不符合二力平衡的条件 B选项 物体受到的重力和水平 桌面对物体的支持力 都是作用在同一物体上 并且大小相等 方向相反 作用在同 年级 下 第七章 力 与 名联欣赏 绿竹别其三分景 红梅正报万家春 横批 春回
9、大地 一直线上 符合二力平衡的条件 C选项 物体受到的支持力和物体对水平桌面的 压力 尽管大小相等 方向相反 作用在同一直线上 但是它们是作用在两个不同的 物体上的 不符合二力平衡的条件 D选项 桌子受到的重力和物体对水平桌面的 压力 二者方向相同 而且作用在不同的物体上 不符合二力平衡的条件 故选B 解答 B 本题中学生容易出错的是平衡力的辨别 容易和相互作用力混淆 二 者的关键区别是否作用在同一个物体上 作用在同一个物体上的是平衡力 作用 在两个物体上的是相互作用力 在学习时要注意区分 要点 力与运动的关系 物体不受力或受平衡力 所受各力的合力为零 时 物体处于静止或匀速直 线运动状态 平
10、衡状态 物体的运动状态保持不变 物体受一个力或受不平衡的力 所受力的合力不为零 时 物体处于非平衡 状态 物体的运动状态要发生改变 可将它们的关系归纳如下表 受力情况力的方向与物体运动方向物体所处状态 不受力 受力平衡 合力为零 物体处于平衡状态 静平 衡 静 止 状 态 动 平 衡 匀速直线运动状态 合力不为零 相同速度增大 并且做直线运动 相反速度减小 仍做直线运动 不一致运动方向改变 做曲线运动 巧记口诀 衡力等于无力 动静参照而定 动态变化必受力 受力未必能动 归纳整理 物体受 力情况 平衡力 或不受力 状态不变 保持静止或 匀速直线运动状态 物体的运 动状态 非平衡力 运动状态改变
11、运动快 慢或方向改变 例 关于力和运动的关系 下列说法中正确的是 A 力是维持物体运动的原因 B 物体只要运动就需要力的作用 C 力是改变物体运动状态的原因 D 物体受到力的作用 运动状态一定改变 精析 A选项 力是改变物体运动状态的原因 物体的运动不需要力来维持 故 第三节 力 的 平 衡 学术研究是温文有礼的争论 里夫 名言大观 A错误 B选项 物体的运动不需要力来维持 故B错误 C选项 力是改变物体运 动状态的原因 说法正确 故C正确 D选项 如果物体受到平衡力的作用 将处于 平衡状态 运动状态不变 故D错误 故选C 解答 C 根据力和运动的关系分析解答此题 力与运动的关系是 力是改变物
12、 体运动状态的原因 物体的运动不需要力来维持 如果物体受平衡力作用 物体 的运动状态保持不变 拉 分 典 例 探 究 综合应用 例 要点 二力平衡 放在水平桌面上的茶杯 受到的平衡力是 A 茶杯受到的重力和茶杯对地球的吸引力 B 茶杯对桌面的压力和桌面对茶杯的支持力 C 茶杯对桌面的压力和茶杯受到的重力 D 茶杯受到的重力和桌面对茶杯的支持力 精析 A选项 茶杯受到的重力就是地球对茶杯的吸引力 它和茶杯对地球的 吸引力作用在两个不同的物体上 不满足二力平衡的条件 B选项 茶杯对桌面的 压力和桌面对茶杯的支持力 是一对作用力与反作用力 这两个力不作用在同一物 体上 不满足二力平衡的条件 C选项
13、茶杯对桌面的压力和茶杯受到的重力 这两 个力大小相等 方向相同 不满足二力平衡的条件 D选项 茶杯受到的重力竖直向 下 桌面对茶杯的支持力竖直向上 受力物体都是茶杯 两个力大小都等于茶杯的 重力大小 作用在同一条直线上 满足二力平衡的条件 故选D 解答 D 判断物体是否为二力平衡时 应注意 明确要研究的物体 把被研究 的物体隔离出来 找出物体所受到的力 看物体在二力作用下是否保持平衡状 态 看物体受到的两个力是否同时满足二力平衡的四个必要条件 即 同体 等 大 反向 共线 例 要点 平衡状态和平衡力 汽车在平直公路上匀速行驶 它后面的 拖车 如图所示 受到几对平衡力的作用 其中重力与哪个力平衡
14、 精析 拖车在水平方向受到了两个力的作用 拉力和摩擦力 竖直方向受到了 两个力的作用 重力和支持力 这四个力使得拖车做匀速直线运动 故本题分水平 年级 下 第七章 力 与 春雨金语 让我们将事前的忧虑 换为事前的思考和计划吧 方向讨论和竖直方向讨论 解答 受到两对平衡力的作用 其中重力与支持力是一对平衡力 归纳 演绎 这类题型的解题思路是 先确定研究对象 再对研究对象进行受力分析 关注研究对象的运动状态 根据运动和力的关系得出结论 物体处于平衡状态 受平衡力作用 探究创新 例 要点 力与运动的关系 一个重为 N的氢气球 当它受到 N 的浮力作用时 氢气球将 A 一定上升B 一定下降C 一定静止
15、D 无法判断 精析 氢气球在重力和浮力的作用下处于平衡状态 即保持原来的静止或匀速 直线运动状态 由于题目中没有明确氢气球的起始状态 所以无法判断 解答 D 技法 规律 先根据物体的受力情况判断出物体的运动状态 题中物体受平衡 力的作用 其应保持原来的静止状态或匀速直线运动状态 再看物体的起始状态 题中物体的起始状态未知 故无法判断物体具体的运动状态 例 要点 二力平衡 一个重为G的物体 随着传送带一起沿水平方向 向右做匀速运动 不计空气阻力 请在图中画出物体A的受力示意图 精析 在竖直方向上 物体受向下的重力和向上的支持力 在水平方向上 因物 体做匀速直线运动 且和传送带的速度相同 所以物体
16、在水平方向上不受力 之所 以做匀速直线运动是因为物体具有惯性 解答 如图所示 归纳 演绎 本题容易误认为物体受一向前的作用力 对此可采用 假设法 进 行分析 假设物体受一向前的作用力 即传送带对物体向前的摩擦力 因为物体处 于匀速直线运动状态 水平方向受平衡力的作用 则物体还要受一向后的力 但却 找不到该力的施力物体 可见该力是不存在的 所以物体并没有受到向前的摩 擦力 第三节 力 的 平 衡 不知道自己的无知 乃是双倍的无知 柏拉图 名言大观 例 要点 二力平衡 在探究 二力平衡的条件 实验中 有一组同学在 实验桌桌面上安装了如图所示的实验装置 他们猜想一个物体在二力作用下保持 静止的条件是 这两个力方向相反 并且在一条直线上 大小之差的绝对值是一个 定值 他们经过实验 获得下表中的实验记录 序号左边砝码重量G N右边砝码重量G N木块状态 静止 静止 静止 由此验证了他们的猜想是正确的 你觉得他们的探究过程正确吗 为什么 精析 二力平衡应保证物体在某一方向上只受到两个力的作用 但在本实验 中 该组同学显然没有考虑木块与桌面间的摩擦 因而造成了错误 解答 不正确 没有考虑木块与桌面间
