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1、【本讲教育信息】一. 教学内容：第八章 力与运动3. 力的平衡4. 力与运动二. 重点、难点：1. 理解什么是平衡状态，什么叫二力平衡2. 知道二力平衡的条件3. 能解决简单的二力平衡的问题三. 知识点分析：（一）平衡状态牛顿第一定律告诉我们，物体在不受外力的时候总要保持静止状态或匀速直线运动状态。但是一切物体都受到力的作用，受到外力也保持静止或保持匀速直线运动状态的很多，教室内的吊灯受到重力和拉力，吊灯保持静止。放在地上的水桶受重力和地面对它的支持力，水桶静止。课桌受到重力、书本对它向下压的力和地面的支持力，课桌静止。这些是物体受到力的作用保持静止状态的情况；物体受到力的作用，保持匀速直线运
2、动的情况也能见到。一列火车在一段平直的轨道上匀速行驶，火车受重力、支持力、水平向前的牵引力和向后的阻力。可见，物体在受到外力作用时，也可以保持静止或保持匀速直线运动，只要物体保持静止或保持匀速直线运动，就叫做平衡状态。（二）力的平衡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，这几个力称为平衡力。如根据这个观点，我们从吊灯的静止状态可知吊灯受到的重力和拉力是一对平衡力。放在地上的水桶静止时，受重力和地面对它的支持力也是一对平衡力。（三）二力平衡的条件我们可以做个实验来共同科学探究：1. 增减砝码的数目，观察小车在什么条件下静止，在什么条件下发生运动？2. 保持两端砝码数相等，观察
3、拉力F1和F2是不是在一条直线上，把小车扭转个角度，使拉力F1和F2不在一条直线上，观察小车的情况。 通过实验，我们会发现：当两个拉力大小不等时，小车不能保持静止。这两个力不能平衡。当两个力大小相等，不在一条直线上，方向互成角度或互相平行时，小车也不能保持静止。这两个力不能平衡。可见，两个力的平衡必须满足以下四个条件：两个力作用在一个物体上，大小相等、方向相反、作用在一条直线上。根据同一条直线上力的合成的法则可知，当两个力彼此平衡时，物体受到的合力是0。（四）力与运动的关系1. 物体在力的作用下怎样运动？当物体受到一平衡力的作用时，物体的运动状态保持不变。当物体受到一个力或非平衡力的作用时，物
4、体的运动状态将发生变化。2. 力如何改变物体的运动状态运动状态改变，不仅仅是指从静止到运动或从运动到静止，还包括运动速度大小和方向的改变。（1）由静到动。（2）由快到慢：匀速行驶的汽车，在水平方向上受到一对平衡力的作用，当汽车关闭发动机后，汽车在水平方向上只受到向后的摩擦力的作用。受到了不平衡力的作用。 （3）由慢到快：从树上落下的苹果。 （4）改变运动方向：一艘匀速自西向东行驶的帆船，突然受到一阵南风的影响，运动方向就发生了改变。因为匀速行驶时，牵引力与阻力组成了一对平衡力，当有南风时，就又对这艘船施加了一个向南的力，使船所受的力不再是平衡力作用。 总之，只要物体受到不平衡力的作用时，它的运
5、动状态就会发生变化。（五） 二力平衡条件的应用二力平衡条件的应用可以从两方面去掌握。1. 根据物体处于静止状态或匀速直线运动状态，可以分析出作用在物体上的力的大小和方向。例如，质量是50千克的人站在水平地面上，画出人受力的示意图。人受重力G和地面的支持力N。人处于静止状态，所以重力G和支持力N是平衡的那么这两个力一定满足二力平衡的条件，即大小相等，方向相反，且在一条直线上。根据人的质量，计算出人的重力G。Gmg50千克9.8牛千克490牛顿。方向竖直向下。支持力N490牛顿，方向竖直向上。再如我们利用弹簧秤测物体的重力以及利用弹簧秤测物体受到的摩擦力都是利用了二力平衡的知识。2. 根据物体的受
6、力情况判断物体的运动状态物体不受力，应保持匀速直线运动或保持静止状态。物体受一个力，运动状态发生改变，这是力产生的效果。物体受平衡力时，应保持静止或保持匀速直线运动状态。静止的物体受平衡力时，仍然保持静止；运动的物体受平衡力时，仍然保持匀速直线运动。例如，火车在平直的轨道上行驶。在竖直方向上重力和支持力平衡，如果牵引力大于阻力，火车将加速；如果牵引力小于阻力，火车将减速；牵引力和阻力相等时，水平方向二力平衡，火车匀速直线前进。【典型例题】例1. 一根电线下吊着一盏灯，下列各对力中是属于二力平衡的是（ ）A. 电线对灯的拉力和灯对电线的拉力B. 灯的重力和灯对电线的拉力C. 电线对灯的拉力和灯的
7、重力D. 电线对灯的拉力和灯对地球的吸引力解析：二力必须满足同体、等值、反向、共线四个条件才能平衡，缺一不可。选项A中二力不共体，是一对相互作用力；B中二力不共体而且是同方向；D中二力也是一对相互作用力，不共体。正确答案：C。考点分析：本题考查了二力平衡的条件。例2. 一个物体静止在水平桌面上，下面哪种说法正确（ ）A. 物体的重力压在桌面上 B. 物体的重力和桌面对物体的支持力是一对平衡力C. 物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力D. 物体的重力和它对桌面的压力是一对平衡力解析：物体的重力作用在物体上而不是作用在桌面上，所以A是错的。物体对桌面的压力作用在桌面上，平衡力是作用在一
8、个物体上的两个力，可见C、D两个选项也是错的。物体的重力和桌面对物体的支持力都作用在物体上，当物体静止时，这两个力大小相等、方向相反、并且在一条直线上，所以B是正确的。正确答案：B例3. 手提10牛顿重的书包，书包静止时受到了几个力的作用？分别指出每个力的施力物体和受力物体，并用示意图表示书包的受力情况。解析：力是物体对物体的作用，每个力都有施力物体和受力物体。这个问题中的研究对象是书包，因此，凡是受力物体是书包的力才是作用到书包上的力。书包静止时受到了两个力的作用，一是重力，重力的施力物体是地球，方向竖直向下，二是手对书包的拉力，方向是竖直向上的，书包静止时，二力平衡，说明重力和拉力大小相等
9、，大小为10牛。正确答案：书包静止时受到了两个力的作用，手的拉力F和书包的重力G，这两个力是一对互相平衡的力。拉力的施力物体是手，重力的施力物体是地球，受力物体是书包。力的示意图如图所示。考点分析：二力平衡条件的应用。根据物体处于静止状态，受平衡力作用，可以分析出作用在物体上的力的大小和方向。例4. 吊车吊着质量2吨的集装箱以0.2米秒速度匀速上升，吊车要给集装箱多大拉力？如果集装箱变为以0.1米秒速度匀速下降，吊车要给集装箱多大拉力？解析：首先分析集装箱的受力情况并画出受力分析图（下图）。集装箱受到重力和吊车给它的拉力。集装箱做匀速直线运动，是处于平衡状态。它受到的两个力应该是彼此平衡。根据
10、质量与重力的关系求出集装箱受到的重力，再根据两个平衡力的关系，求出拉力。解答：已知：m2吨2000千克求：F解：Gm9.8牛顿千克 2000千克9.8牛顿千克 19600牛顿FG19600牛顿答：吊车给集装箱的拉力大小是19600牛顿。【模拟试题】（答题时间：30分钟）一、填空题：1. 一只茶杯静止在桌面上，它在_的作用下保持_状态，我们就说_。2. 作用在_的两个力，如果它们_、_、_，这两个力就是_。3. 静止在水平桌面上的一本书，质量为0.2千克，受到_力的作用，大小为_牛，方向是_，此力的施力物体是_；同时书还受到_力的作用，大小是_牛，方向是_，此力的施力物体是_，这两个力的关系是_
11、。4. 起重机的钢丝绳吊着货物匀速上升，货物受到_力和_力的作用，这两个力的施力物体是_和_，这两个力的关系是_。5. 起重机的钢丝绳吊着5103牛的重物，当物体以0.5米秒的速度匀速提升时，钢丝绳对重物的拉力是_牛；当物体以1米秒的速度匀速下降时，钢丝绳对重物的拉力_5103牛；当物体以1.5米秒的初速度加速提升时，钢丝绳对重物的拉力_5103牛；当物体以1.5米秒的初速度减速提升时，钢丝绳对重物的拉力_5103牛，当物体静止在半空中时，钢丝绳对重物的拉力_5103牛（选填“大于”、“等于”或“小于”）。6. 如图1所示，三个钩码的重力为1牛，用三根绳子连接悬挂着，那么a绳受到的拉力为_牛，
12、b绳受到的拉力为_牛，c绳受到的拉力为_牛。二、选择题1. 两个力作用在物体上，且作用在一直线上。一个力方向朝东，另一个力方向朝西，那么它们的合力方向一定是（ ）A. 朝东； B. 朝西； C. 缺少条件无法判断。2. 如图2所示，若悬绳A和弹簧秤B的重力不计，下列各对力中属于平衡力的是（ ）A. A对B的拉力与B对C的拉力；B. B对A的拉力与A对B的拉力；C. A对B的拉力与C对B的拉力；D. B对C的拉力与C对B的拉力。3. 一个物体受到两个力的作用，这两个力的三个要素完全相同，那么这两个力（ ）A. 一定不是平衡力； B. 一定是平衡力；C. 可能是平衡力； D. 条件不足，无法判断。
13、4. 下列说法中正确的是（ ）A. 物体处于静止或匀速直线运动时，一定只受两个力作用；B. 物体如果有外力作用，不可能处于匀速直线运动和静止状态；C. 两个力作用在一条直线上，大小相等，方向相反，这两个力一定是平衡的；D. 一个物体的运动方向在不断改变，它受到的力一定不平衡。5. 一只木箱，静止放在水平地面上，下列说法中正确的是（ ）A. 木箱所受的重力和木箱对地面的压力为一对平衡力；B. 木箱所受的重力和地面对木箱的支持力为一对平衡力；C. 木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力为一对平衡力；D. 木箱所受的重力和木箱对地球的吸引力为一对平衡力。6. 跳伞运动员在空中张开降落伞后，跳伞运动员匀
14、速下降，这是因为跳伞运动员（ ）A. 没有受到力的作用；B. 受到的重力小于阻力；C. 受到的重力等于阻力； D. 受到的重力大于阻力。7. 图中作用在物体上的力属于平衡力的是图（ ） 8. 重80牛的物体放在水平桌面上，滑动时受到的阻力是12牛，要使物体作匀速直线运动，所需的水平拉力是（ ）A. 12牛； B. 68牛； C. 80牛； D. 92牛。9. 三要素完全相同的两个力，则它们的合力一定（ ）A. 等于零； B. 不等于零； C. 缺少条件，无法判断。10. 已知两个力F1、F2的合力大小为12牛，方向向正南，而其中一个力的大小为15牛，方向向正北，则另一个力F2的大小、方向是（ ）A. 27牛，方向向南； B. 27牛，方向向北；C. 3牛，方向向南； D. 3牛，方向向北。三. 作图题水平桌面上放着一个质量为3千克的金属球，球静止不动，画出金属球的受力示意图。【试题答案】一、1. 重力和支持力 静止 平衡状态2. 同一物体上 大小相等 方向相
