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初中物理二力平衡完美版课件ppt
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这是一份初中物理二力平衡完美版课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了二力平衡的条件等内容，欢迎下载使用。
①我们周围的一些物体在力的作用下保持静止
②生活中的一些物体在力的作用下可能做匀速直线运动。
在同样受力的情况下，为什么有的物体会保持静止，有的物体做匀速直线运动？
1. 常见物体的受力分析
杯子受到的力有：重力G与桌面支持力F.
竖直方向上：重力G与支持力F；水平方向上：牵引力F与空气阻力f
下图所示的物体各处于什么状态？它们分别受到哪些力的作用？
飞来石受到的力有：重力G与支持力F.
货物受到的力有：重力G与拉力F.
2. 二力平衡的概念
物体在几个力的作用下，保持静止或做匀速直线运动，该物体处于平衡状态。当物体在两个力的作用下处于平衡状态，我们就说这两个力相互平衡，简称二力平衡。
【例题1】不计空气阻力，下列物体处于平衡状态的是（ ）
A. 在空中自由下落的石块 B. 在圆形跑道上匀速跑步的运动员 C. 竖直向上抛出的篮球 D. 沿笔直斜坡匀速上行的汽车
A.在空中自由下落的石块，下落速度越来越快，不是匀速直线运动； B.在圆形跑道上匀速跑步的运动员，运动方向改变，不是匀速直线运动； C.竖直向上抛出的篮球，上升速度改变，不是匀速直线运动； D.沿笔直斜坡匀速上行的汽车，匀速直线运动，运动状态不变。
你认为两个力在怎样的条件下才能平衡?请根据生活经验，谈谈你的看法。
1. 探究二力平衡的条件
因为力的作用效果与力的三要素有关，那么，二力平衡的条件可能与此二力的三要素有关。
下面通过实验探究二力平衡的条件。
①两个力的大小可能要相等?
②两个力的方向可能要相反?
③两个力可能要在同一直线上?
④两个力可能要作用在同一物体上?
如图所示，将系于卡片两个对角的线分别跨过支架上的滑轮。以小卡片为研究对象，其重力可忽略不计。用钩码通过两根细线对小卡片施加拉力。运用控制变量法和反证法，分别观察这两个拉力在什么情况下能使小卡片处于平衡状态，在什么情况下不能使小卡片处于平衡状态，从而分析、归纳出二力平衡的条件。
① 如图甲所示，将系于小卡片两对角的细线分别跨过左、石支架上的滑轮，在细线的一端挂钩码，使两个拉力的方向相反，作用在一条直线上。当两个拉力大小相等时，小卡片处于静止状态；当两个拉力大小不等时，小卡片由静止变为运动，表明：两个力要平衡，大小必须相等。
② 如图所示，用手向右拉住小卡片，把两根细线都挂到左支架的滑轮上，此时两个拉力的大小相等、作用在一条直线上、方向相同，一松手小卡片将向左做加速运动，与①相比较可知：两个力要平衡，方向必须相反。
③ 如图丙所示，用手使小卡片旋转一个角度后再用手捏住，此时两个拉力的大小相等、方向相反，但不在同一条直线上，一松手小卡片会发生转动，与①相比较可知：两个力要平衡，必须作用在同一条直线上.
④ 在小卡片处于平衡状态时，用剪刀将小卡片剪成两半，钩码和半张卡片会向两侧掉下去，表明：两个力要平衡，必须作用在同一物体上。
当作用在同一个物体上的两个力大小相等、方向相反且作用在同一直线上时，这两个力才能平衡，这就是二力平衡的条件。
①该方案以小卡片为研究对象，钩码通过定滑轮对卡片施加力的作用。②本方案选用硬纸片的原因是减小摩擦对实验的影响，但是还受重力，因此对实验结论也有影响。③定滑轮的作用是改变力的方向。
动画讲解——《二力平衡的条件》
2. 明确研究对象——小车。对小车进行受力分析，小车水平方向所受的拉力大小与托盘中砝码质量的多少有关。换句话说，拉力的大小可以通过质量的多少来改变。
1. 实验器材与实验装置小桌、小车、托盘、砝码。
1. 探究二力平衡的条件（方案二）
②把两个托盘放在小车的同侧，加入相等的砝码，放手后观察小车运动状态的变化。
①通过两边分别加质量不同的砝码和质量相同的砝码，放手后观察两次小车运动状态的变化。
③在两托盘中加相等的砝码，使小车静止，用手旋转小车至某一角度，使两个力不作用在同一直线上，放手后观察小车运动状态的变化。④用两个相同的小车分别系住一个托盘，用手按住，保证二力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，放手后观察小车运动状态的变化。
①探究二力平衡与两力的大小关系
控制二力作用在同一小车上、方向相反、沿同一条直线，两边分别加质量不同的砝码和质量相同的砝码，放手后观察两次小车运动状态的变化。
②探究二力平衡与两力方向之间的关系
用手按住小车不动，把两个托盘放在小车的同侧，加入相等的砝码，放手后观察小车运动状态的变化。
在两托盘中加相等的砝码，使小车静止，用手旋转小车至某一角度，使两个力不作用在同一直线上，放手后观察小车运动状态的变化（图丙）。
③探究二力平衡与两力是否沿同一直线的关系
④探究两力平衡与两力是否作用在同一物体上之间的关系
用两个相同的小车分别系住一个托盘，用手按住，保证二力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，放手后观察小车运动状态的变化。
1. 操作①中，法码质量不同时，小车两边受到的拉力大小不同、方向相反、在一条直线上，小车由静止变为运动；砝码质量相同时，小车不动，其运动状态没有改变。2. 操作②中，静止的小车虽然受到两个大小相等的力的作用，但是由于方向相同，小车不是保持静止状态，而是由静止变为运动。3. 操作③中，小车发生转动，运动状态发生改变。4. 操作④中，放手后两个小车的运动状态都发生了改变，由静止变为运动。
2. 二力平衡的条件
视频演示——《探究二力平衡的条件》
①在图（a）中，小明若在左边的细线下悬挂两个钩码，在右边的细线下悬挂一个钩码，则松手后小卡片_____（选填“会”或“不会”）处于平衡状态，由此可以说明让物体处于平衡状态的两个力必须_____。
【例题2】如图所示是小明在研究二力平衡条件时的实验示意图，请根据图中所示的实验方案写出对应的研究内容。
①在图（a）中，小明若在左边的细线下悬挂两个钩码，在右边的细线下悬挂一个钩码，由于两边的拉力大小不相等，则松手后小卡片不会处于平衡状态，由此可以说明让物体处于平衡状态的两个力必须大小相等。
②在图（b）中，若把各自悬挂了一个钩码的细线全部都拉到纸片的左边，则松手后小卡片_____（选填“会”或“不会”）处于平衡状态，由此可以说明让物体处于平衡状态的两个力必须___________。
②在图（b）中，若把各自悬挂了一个钩码的细线全部都拉到纸片的左边，两个力的方向相同，则松手后小卡片不会处于平衡状态，由此可以说明让物体处于平衡状态的两个力必须方向相反。
③在图（c）中，小明将小卡片转过一个角度，使小卡片受到的两个拉力不在一条直线上，但大小相等、方向相反，松手后小卡片_____（选填“会”或“不会”）处于平衡状态，由此可以说明让物体处于平衡状态的两个力必须_______________。
③在图（c）中，小明将小卡片转过一个角度，使小卡片受到的两个拉力不在一条直线上，但大小相等、方向相反，松手后小卡片不会处于平衡状态，由此可以说明让物体处于平衡状态的两个力必须在同一直线上。
④在图（d）中，小卡片处于静止状态，若小明用剪刀沿图中的虚线方向将小卡片剪断，则小卡片_____（选填“会”或“不会”）处于平衡状态，由此可以说明让物体处于平衡状态的两个力还必须_________。
④在图（d）中，小卡片处于静止状态，若用剪刀沿图中的虚线方向将小卡片剪断，这样硬卡片就从一张分成了两张，两张小卡片分别在两个力的作用下，向相反的方向移动，不能处于平衡状态，说明只有两个力在同一个物体上时，两个力才能使物体处于平衡状态。
作用在两个物体上
平衡的两个力作用在同一物体上，相互的作用力作用在两个物体上。
①平衡力与相互作用力的区别
3. “平衡的力”与“相互的力”
②分析杯子静止在桌面上，杯子与桌面间有力的作用，想一想哪些是平衡力？哪些力是相互的力？
重力G与桌面对杯子的支持力N
杯子对桌面有一个压力F；桌面对杯子有一个支持力N
【例题3】静止放在水平桌面上的台灯，受到的平衡力是（ ） A．台灯的重力和桌面对台灯的支持力 B．台灯对桌面的压力和桌面对台灯的支持力 C．台灯对桌面的压力和桌子受到的重力 D．台灯的重力和台灯对桌面的压力
A：台灯的重力和桌面对台灯的支持力，方向相反、在同一直线、作用在同一物体上，是一对平衡力。 B：台灯对桌面的压力和桌面对台灯的支持力，分别作用在两物体上，不是平衡力，是一对相互的力。
C：台灯对桌面的压力和桌子受到的重力，两个力方向相同，既不是平衡力，也不是相互的力； D：台灯的重力和台灯对桌面的压力 ，作用在两个物体上，方向相同，不是平衡力也不是相互的力。
欣赏表演剧——《“相互的力”与“平衡的力”》
注意：剧中镜头有可能引起内心不适症状，切勿模仿。
作用在物体上的一对力是不是平衡力，看是否符合二力平衡的四个条件。
三、二力平衡条件的应用
【例题4】如图所示，哪个物体受到的是一对平衡力？
C图的两个力是平衡力。因为二力大小相等、方向相反、沿同一直线，且作用在同一物体上，所以是平衡力。
1. 判断一对力是不是平衡力
若二力平衡，利用二力平衡的条件，由已知的一个力的大小和方向可以确定另一个力的大小方向.
【例题5】如图所示，在“测量滑动摩擦力大小”的实验中，应拉着木块在长木板上做_________运动，此时摩擦力大小为____N，方向是_________。
木块沿水平方向匀速直线运动时，受到的拉力与摩擦力是平衡力，所以摩擦力的大小等于弹簧测力计拉力的大小。此时的摩擦力f=F=2.2N，方向是水平向左。
2. 确定另一个力的大小和方向
若物体受到的两个力平衡，则物体保持静止或匀速直线运动状态。
3. 判断物体的运动状态
在水平路面上向左运动的小车为例分析：
小车在竖直方向上：受到重力G、地面支持力N，这两个力是平衡力，对物体的运动无影响。
在水平方向上：受到牵引力F和摩擦阻力f。
2002年，新疆维吾尔族杂技演员阿迪力，从4月17日起，在北京平谷全海湖畔的高空钢丝上连续生活了25天，其间在钢丝上行走了123h，这两项都打破了吉尼斯世界纪录，被誉为“高空王子”.
阿迪力在钢丝上行走时，总是不断地调整自己的重心，尽量使重力作用线竖直向下通过钢丝。只有这样，他才能在重力和支持力的作用下处于平衡状态。
【例题6】如图所示是一位重力为600N的运动员进行“背越式跳高”的四个过程，请完成下列有关问题:
①当运动员自然站立在水平比赛场地上时，如图甲所示，他处于 状态(选填“平衡”或“非平衡”)；此时受到场地对他的支持力大小为_______N，方向______________ 。
②当他越过跳高横杆时，如图丁所示，他处于 状态(填“平衡”或“非平衡”)，你判断的依据是 。(忽略空气阻力)
①当运动员自然站立在水平场地上时，他处于静止状态，故是平衡状态；此时他受到的重力与场地对他的支持力是一对平衡力，根据二力的平衡条件可知：场地对他的支持力大小为600 N，方向竖直向上。 ②忽略空气阻力，他越过跳高横杆时，只受到重力的作用，所以他受到的力不是平衡力，故他处于非平衡状态。
【例题7】重 100 N 的木箱放在粗糙程度相同的水平地板上，用水平推力F 推木箱，F=15N时，没推动，木箱所受摩擦力为_______N；F=30N时，木箱做匀速直线运动，F=50N时，木箱做加速运动，它所受摩擦力为_____N；撤去F，木箱做减速运动，它所受摩擦力为_______N。
木箱没推动时，据二力平衡的定义可知，木箱在水平方向上受到的静摩擦力与推力二力平衡；据二力平衡的条件和题意可知，此时木箱所受静摩擦力为 15 N。 木箱做匀速直线运动时，据二力平衡的定义可知，木箱在水平方向上受到的滑动摩擦力与推力二力平衡；据二力平衡的条件和题意可知，木箱受到的滑动摩擦力为30N。因为滑动摩擦力的大小只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，与物体速度的大小无关，所以木箱加速运动和减速运动时，它所受滑动摩擦力均为 30 N。
答案:15，30，30.
【例题8】如图甲所示为一块质量均匀分布的半圆形角器，将其用细线悬挂在天花板上，请你用作图的方法找到重心点的位置。（A点是圆心，保留作图痕迹）
如图甲所示，因为半圆形量角器在重力G和拉力F的作用下静止，所以G与F二力平衡，作用在同一直线上，F的作用线与细线重合，用虚线沿细线方向向下延长，重心一定在这条延长线上；因半圆形量角器的质量均匀分布，故重心一定在过圆心 A 垂直于直径的对称轴上，用虚线画出这条对称轴，两条虚线的交点即为半圆形量角器的重心O。
①判断一对力是不是平衡力；②确定另一个力的大小和方向；③判断物体的运动状态。
①物体在几个力的作用下，保持静止或做匀速直线运动，该物体处于平衡状态。②当物体在两个力的作用下处于平衡状态，我们就说这两个力相互平衡，简称二力平衡。
1. 如图所示，质量为0.5kg的花瓶放在桌面上，请说明桌面对花瓶支持力的大小和方向.
花瓶的重力 G=mg = 0.5kg × 10 N/kg=5N.花瓶所受的重力与支持力两个力平衡，桌面对花瓶的支持力竖直向上，大小也为 5N.
2. 在弹簧测力计的秤钩上挂100g钩码，记录静止时弹簧测力计的示数，然后，使弹簧测力计和钩码一起向上匀速运动，并观察弹簧测力计的示数，两次相比，弹簧测力计的示数近似相等吗?
钩码静止时弹簧测力计的示数为1N；当弹簧测力计和钩码一起匀速上升时，拉力与重力仍是一对平衡力，大小相等，所以示数近似为1N.
该模型直升机悬停在空中时，旋翼的升力与重力是一对平衡力，大小相等， F=G=mg =0.25 kg×10 N/kg=2.5 N.
3. 已知一架模型直升机的质量为0.25kg。该模型直升机的旋翼要提供多大的升力，才能使它悬停在空中?
4. 一辆载重卡车连同货物的总质量为4t，在2×103N牵引力的作用下，沿平直公路匀速行驶。试计算地面对汽车的支持力和汽车受到的阻力。
地面对汽车的支持力与重力是平衡力。m=4t=4×10³kg，F支=G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N.汽车所受的阻力和牵引力平衡，所以阻力大小为 f= 2×10³N.
1. 小华用绳子提着一条鱼静止不动，此时鱼受到的平衡力是___________和_______________这一对力。如果鱼的重力为5N，则拉力的大小为_____N，拉力的方向是_________。
鱼受到的力有：重力、绳子的拉力。 因为鱼静止不动，所以这两个力是一对平衡力，则大小相等、方向相反、沿同一直线，且作用在同一物体上。
2. 如图所示，一个重10 N的物体在 10 N 竖直向上的拉力作用下做匀速直线运动。小红说：因为物体做匀速直线运动，且物体仅受重力和拉力的作用，所以重力和拉力是一对平衡力。小明说：因为同一物体受到的重力和拉力大小相等，方向相反，并且作用在同一条直线上，所以重力和拉力是一对平衡力。则两人的说法（ ）A. 都正确 B. 只有小明正确 C. 只有小红正确 D. 都不正确
根据二力平衡的概念可知，小红的说法正确；根据二力平衡的条件可知，小明的说法也正确。
3. 2022年3月28日在亚洲杯女足决赛中，中国姑娘在落后两球的情况下，顽强拼搏，最终实现了史诗般的逆转，赢得冠军。如图所示是中国队员“头球攻门”的情景，当运动员用头顶球时球的运动方向改变了，说明力能改变物体的 __________（选填“形状”或“运动状态”）。在草坪上滚动的足球，受到的力______平衡力（选填“是”或“不是”）。
用头顶球时球的运动方向改变了，即足球的运动状态发生了改变，说明力能改变物体的运动状态。
在草坪上滚动的足球，会慢慢停下来，足球的运动状态发生了变化，足球受到的力不是平衡力。
4. 关于运动和力，下列说法正确的是（ ） A. 物体处于静止，一定不受外力 B. 物体在平衡力作用下，一定保持静止状态 C. 物体在平衡力作用下，一定作匀速直线运动 D. 运动的物体在平衡力作用下，一定作匀速直线运动
物体在平衡力作用下，会保持静止或匀速直线运动状态。 静止的物体在平衡力作用下，一定静止； 运动的物体在平衡力作用下，一定作匀速直线运动。
5. 2022年2月6日，不服输、敢拼搏、懂团结的中国女足第9次捧起亚洲杯冠军奖杯（如图）。在比赛过程中（ ）。A. 静止在水平草地上的足球只受重力 B. 将足球踢飞说明力可以改变物体的形状 C. 在空中运动到最高点的足球受力不平衡 D. 草地上滚动的足球因不受力而逐渐停下
A．静止在水平草地上的足球受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，这两个力是一对平衡力，故A不符合题意；B．脚对足球用力，足球被踢飞，力改变了足球的运动状态，故B不符合题意；C．在空中运动到最高点的足球有水平方向的速度，不是处于静止或匀速运动状态，所受的力不是平衡力，故C符合题意；D．草地上滚动的足球逐渐停下，是因为受到阻力的作用，阻力改变了足球的运动状态，故D不符合题意。
6. 在2022北京冬奥会短道速滑男子1000米比赛中，中国选手任子威获得金牌。图甲是他正全力通过弯道、图乙是他获胜后站立在水平赛场中央大声欢呼的情形，下列说法正确的是（ ）A. 通过弯道过程中他处于平衡状态B. 站立时他受到的重力和他对冰面的压力是一对相互作用力C. 站立时他受到的重力和他对冰面的压力是一对平衡力D. 图甲中他的手对冰面的压力与冰面对他的手的支持力是一对相互作用力
A．通过弯道过程中，他的运动状态发生改变，他不处于平衡状态，故A错误；B．站立时，他受到的重力和他对冰面的压力两个力的方向相同，故不是相互作用力，故B错误；C．站立时他受到的重力和他对冰面的压力这两个力的方向相同，故不是平衡力，故C错误；D．图甲中他的手对冰面的压力与冰面对他的手的支持力，这两个力大小相等，方向相反，施力物体和受力物体互为彼此，同时产生，同时消失，故是一对相互作用力，故D正确。
7. 起重机的钢丝绳下吊一个重为2000牛的货物，在下列情况下，钢丝绳的拉力分别是多少?（1）当货物静止时：__________（2）货物以1米/秒匀速上升：_________（3）货物以1.5米/秒匀速下降：__________
拉力F与重力G是一对平衡力，大小相等。
货物在竖直方向上受到的力有：重力G、拉力F。 货物无论是静止、匀速直线上升或下降，货物都处于平衡状态，这两个力都是一对平衡力，所以大小相等。 拉力的大小与物体匀速运动的速度无关。
8. 图示为小张测量体重时的情景，静止时体重计对他的支持力为F1，他对体重计的压力为F2，他受到的重力为G，则（ ）。A. F2与G是一对平衡力B. F1与F2是一对平衡力C. F1与F2 一对相互作用力D. F1与G是一对相互作用力
A．他对体重计的压力为F2 ，他受到的重力为G，方向都是竖直向下的，故并不是平衡力，故A不符合题意；BC．静止时体重计对他的支持力为F1 ，他对体重计的压力为F2 ，是两个物体间的作用力，互为施力物体，互为受力物体，两个力的大小相等，方向相反，故是一对相互作用力，故B不符合题意；C符合题意；D．静止时体重计对他的支持力为F1 ，他受到的重力为G，是同一个物体受到的两个力，两个力的大小相等，方向相反，故是一对平衡力，故D不符合题意。
9．某物理学习小组在“探究二力平衡的条件”实验时，自制了一套如图所示的实验装置，将系于小卡片（重力可忽略不计）两对角的细线，分别跨过左右支架上的定滑轮。
（1）本实验观察的对象是______；（2）在细线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向______（选填“相同”或者“相反”），并通过调整钩码的数量来改变两端拉力的______ .
（1）实验中通过观察小卡片能否静止，确定其是否处于平衡状态，故研究对象是小卡片。 （2）细线两端挂上钩码，两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个方向相反的拉力，拉力的大小等于钩码的重力，钩码的数量越多，拉力就越大。
①我们周围的一些物体在力的作用下保持静止
②生活中的一些物体在力的作用下可能做匀速直线运动。
在同样受力的情况下，为什么有的物体会保持静止，有的物体做匀速直线运动？
1. 常见物体的受力分析
杯子受到的力有：重力G与桌面支持力F.
竖直方向上：重力G与支持力F；水平方向上：牵引力F与空气阻力f
下图所示的物体各处于什么状态？它们分别受到哪些力的作用？
飞来石受到的力有：重力G与支持力F.
货物受到的力有：重力G与拉力F.
2. 二力平衡的概念
物体在几个力的作用下，保持静止或做匀速直线运动，该物体处于平衡状态。当物体在两个力的作用下处于平衡状态，我们就说这两个力相互平衡，简称二力平衡。
【例题1】不计空气阻力，下列物体处于平衡状态的是（ ）
A. 在空中自由下落的石块 B. 在圆形跑道上匀速跑步的运动员 C. 竖直向上抛出的篮球 D. 沿笔直斜坡匀速上行的汽车
A.在空中自由下落的石块，下落速度越来越快，不是匀速直线运动； B.在圆形跑道上匀速跑步的运动员，运动方向改变，不是匀速直线运动； C.竖直向上抛出的篮球，上升速度改变，不是匀速直线运动； D.沿笔直斜坡匀速上行的汽车，匀速直线运动，运动状态不变。
你认为两个力在怎样的条件下才能平衡?请根据生活经验，谈谈你的看法。
1. 探究二力平衡的条件
因为力的作用效果与力的三要素有关，那么，二力平衡的条件可能与此二力的三要素有关。
下面通过实验探究二力平衡的条件。
①两个力的大小可能要相等?
②两个力的方向可能要相反?
③两个力可能要在同一直线上?
④两个力可能要作用在同一物体上?
如图所示，将系于卡片两个对角的线分别跨过支架上的滑轮。以小卡片为研究对象，其重力可忽略不计。用钩码通过两根细线对小卡片施加拉力。运用控制变量法和反证法，分别观察这两个拉力在什么情况下能使小卡片处于平衡状态，在什么情况下不能使小卡片处于平衡状态，从而分析、归纳出二力平衡的条件。
① 如图甲所示，将系于小卡片两对角的细线分别跨过左、石支架上的滑轮，在细线的一端挂钩码，使两个拉力的方向相反，作用在一条直线上。当两个拉力大小相等时，小卡片处于静止状态；当两个拉力大小不等时，小卡片由静止变为运动，表明：两个力要平衡，大小必须相等。
② 如图所示，用手向右拉住小卡片，把两根细线都挂到左支架的滑轮上，此时两个拉力的大小相等、作用在一条直线上、方向相同，一松手小卡片将向左做加速运动，与①相比较可知：两个力要平衡，方向必须相反。
③ 如图丙所示，用手使小卡片旋转一个角度后再用手捏住，此时两个拉力的大小相等、方向相反，但不在同一条直线上，一松手小卡片会发生转动，与①相比较可知：两个力要平衡，必须作用在同一条直线上.
④ 在小卡片处于平衡状态时，用剪刀将小卡片剪成两半，钩码和半张卡片会向两侧掉下去，表明：两个力要平衡，必须作用在同一物体上。
当作用在同一个物体上的两个力大小相等、方向相反且作用在同一直线上时，这两个力才能平衡，这就是二力平衡的条件。
①该方案以小卡片为研究对象，钩码通过定滑轮对卡片施加力的作用。②本方案选用硬纸片的原因是减小摩擦对实验的影响，但是还受重力，因此对实验结论也有影响。③定滑轮的作用是改变力的方向。
动画讲解——《二力平衡的条件》
2. 明确研究对象——小车。对小车进行受力分析，小车水平方向所受的拉力大小与托盘中砝码质量的多少有关。换句话说，拉力的大小可以通过质量的多少来改变。
1. 实验器材与实验装置小桌、小车、托盘、砝码。
1. 探究二力平衡的条件（方案二）
②把两个托盘放在小车的同侧，加入相等的砝码，放手后观察小车运动状态的变化。
①通过两边分别加质量不同的砝码和质量相同的砝码，放手后观察两次小车运动状态的变化。
③在两托盘中加相等的砝码，使小车静止，用手旋转小车至某一角度，使两个力不作用在同一直线上，放手后观察小车运动状态的变化。④用两个相同的小车分别系住一个托盘，用手按住，保证二力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，放手后观察小车运动状态的变化。
①探究二力平衡与两力的大小关系
控制二力作用在同一小车上、方向相反、沿同一条直线，两边分别加质量不同的砝码和质量相同的砝码，放手后观察两次小车运动状态的变化。
②探究二力平衡与两力方向之间的关系
用手按住小车不动，把两个托盘放在小车的同侧，加入相等的砝码，放手后观察小车运动状态的变化。
在两托盘中加相等的砝码，使小车静止，用手旋转小车至某一角度，使两个力不作用在同一直线上，放手后观察小车运动状态的变化（图丙）。
③探究二力平衡与两力是否沿同一直线的关系
④探究两力平衡与两力是否作用在同一物体上之间的关系
用两个相同的小车分别系住一个托盘，用手按住，保证二力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，放手后观察小车运动状态的变化。
1. 操作①中，法码质量不同时，小车两边受到的拉力大小不同、方向相反、在一条直线上，小车由静止变为运动；砝码质量相同时，小车不动，其运动状态没有改变。2. 操作②中，静止的小车虽然受到两个大小相等的力的作用，但是由于方向相同，小车不是保持静止状态，而是由静止变为运动。3. 操作③中，小车发生转动，运动状态发生改变。4. 操作④中，放手后两个小车的运动状态都发生了改变，由静止变为运动。
2. 二力平衡的条件
视频演示——《探究二力平衡的条件》
①在图（a）中，小明若在左边的细线下悬挂两个钩码，在右边的细线下悬挂一个钩码，则松手后小卡片_____（选填“会”或“不会”）处于平衡状态，由此可以说明让物体处于平衡状态的两个力必须_____。
【例题2】如图所示是小明在研究二力平衡条件时的实验示意图，请根据图中所示的实验方案写出对应的研究内容。
①在图（a）中，小明若在左边的细线下悬挂两个钩码，在右边的细线下悬挂一个钩码，由于两边的拉力大小不相等，则松手后小卡片不会处于平衡状态，由此可以说明让物体处于平衡状态的两个力必须大小相等。
②在图（b）中，若把各自悬挂了一个钩码的细线全部都拉到纸片的左边，则松手后小卡片_____（选填“会”或“不会”）处于平衡状态，由此可以说明让物体处于平衡状态的两个力必须___________。
②在图（b）中，若把各自悬挂了一个钩码的细线全部都拉到纸片的左边，两个力的方向相同，则松手后小卡片不会处于平衡状态，由此可以说明让物体处于平衡状态的两个力必须方向相反。
③在图（c）中，小明将小卡片转过一个角度，使小卡片受到的两个拉力不在一条直线上，但大小相等、方向相反，松手后小卡片_____（选填“会”或“不会”）处于平衡状态，由此可以说明让物体处于平衡状态的两个力必须_______________。
③在图（c）中，小明将小卡片转过一个角度，使小卡片受到的两个拉力不在一条直线上，但大小相等、方向相反，松手后小卡片不会处于平衡状态，由此可以说明让物体处于平衡状态的两个力必须在同一直线上。
④在图（d）中，小卡片处于静止状态，若小明用剪刀沿图中的虚线方向将小卡片剪断，则小卡片_____（选填“会”或“不会”）处于平衡状态，由此可以说明让物体处于平衡状态的两个力还必须_________。
④在图（d）中，小卡片处于静止状态，若用剪刀沿图中的虚线方向将小卡片剪断，这样硬卡片就从一张分成了两张，两张小卡片分别在两个力的作用下，向相反的方向移动，不能处于平衡状态，说明只有两个力在同一个物体上时，两个力才能使物体处于平衡状态。
作用在两个物体上
平衡的两个力作用在同一物体上，相互的作用力作用在两个物体上。
①平衡力与相互作用力的区别
3. “平衡的力”与“相互的力”
②分析杯子静止在桌面上，杯子与桌面间有力的作用，想一想哪些是平衡力？哪些力是相互的力？
重力G与桌面对杯子的支持力N
杯子对桌面有一个压力F；桌面对杯子有一个支持力N
【例题3】静止放在水平桌面上的台灯，受到的平衡力是（ ） A．台灯的重力和桌面对台灯的支持力 B．台灯对桌面的压力和桌面对台灯的支持力 C．台灯对桌面的压力和桌子受到的重力 D．台灯的重力和台灯对桌面的压力
A：台灯的重力和桌面对台灯的支持力，方向相反、在同一直线、作用在同一物体上，是一对平衡力。 B：台灯对桌面的压力和桌面对台灯的支持力，分别作用在两物体上，不是平衡力，是一对相互的力。
C：台灯对桌面的压力和桌子受到的重力，两个力方向相同，既不是平衡力，也不是相互的力； D：台灯的重力和台灯对桌面的压力 ，作用在两个物体上，方向相同，不是平衡力也不是相互的力。
欣赏表演剧——《“相互的力”与“平衡的力”》
注意：剧中镜头有可能引起内心不适症状，切勿模仿。
作用在物体上的一对力是不是平衡力，看是否符合二力平衡的四个条件。
三、二力平衡条件的应用
【例题4】如图所示，哪个物体受到的是一对平衡力？
C图的两个力是平衡力。因为二力大小相等、方向相反、沿同一直线，且作用在同一物体上，所以是平衡力。
1. 判断一对力是不是平衡力
若二力平衡，利用二力平衡的条件，由已知的一个力的大小和方向可以确定另一个力的大小方向.
【例题5】如图所示，在“测量滑动摩擦力大小”的实验中，应拉着木块在长木板上做_________运动，此时摩擦力大小为____N，方向是_________。
木块沿水平方向匀速直线运动时，受到的拉力与摩擦力是平衡力，所以摩擦力的大小等于弹簧测力计拉力的大小。此时的摩擦力f=F=2.2N，方向是水平向左。
2. 确定另一个力的大小和方向
若物体受到的两个力平衡，则物体保持静止或匀速直线运动状态。
3. 判断物体的运动状态
在水平路面上向左运动的小车为例分析：
小车在竖直方向上：受到重力G、地面支持力N，这两个力是平衡力，对物体的运动无影响。
在水平方向上：受到牵引力F和摩擦阻力f。
2002年，新疆维吾尔族杂技演员阿迪力，从4月17日起，在北京平谷全海湖畔的高空钢丝上连续生活了25天，其间在钢丝上行走了123h，这两项都打破了吉尼斯世界纪录，被誉为“高空王子”.
阿迪力在钢丝上行走时，总是不断地调整自己的重心，尽量使重力作用线竖直向下通过钢丝。只有这样，他才能在重力和支持力的作用下处于平衡状态。
【例题6】如图所示是一位重力为600N的运动员进行“背越式跳高”的四个过程，请完成下列有关问题:
①当运动员自然站立在水平比赛场地上时，如图甲所示，他处于 状态(选填“平衡”或“非平衡”)；此时受到场地对他的支持力大小为_______N，方向______________ 。
②当他越过跳高横杆时，如图丁所示，他处于 状态(填“平衡”或“非平衡”)，你判断的依据是 。(忽略空气阻力)
①当运动员自然站立在水平场地上时，他处于静止状态，故是平衡状态；此时他受到的重力与场地对他的支持力是一对平衡力，根据二力的平衡条件可知：场地对他的支持力大小为600 N，方向竖直向上。 ②忽略空气阻力，他越过跳高横杆时，只受到重力的作用，所以他受到的力不是平衡力，故他处于非平衡状态。
【例题7】重 100 N 的木箱放在粗糙程度相同的水平地板上，用水平推力F 推木箱，F=15N时，没推动，木箱所受摩擦力为_______N；F=30N时，木箱做匀速直线运动，F=50N时，木箱做加速运动，它所受摩擦力为_____N；撤去F，木箱做减速运动，它所受摩擦力为_______N。
木箱没推动时，据二力平衡的定义可知，木箱在水平方向上受到的静摩擦力与推力二力平衡；据二力平衡的条件和题意可知，此时木箱所受静摩擦力为 15 N。 木箱做匀速直线运动时，据二力平衡的定义可知，木箱在水平方向上受到的滑动摩擦力与推力二力平衡；据二力平衡的条件和题意可知，木箱受到的滑动摩擦力为30N。因为滑动摩擦力的大小只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，与物体速度的大小无关，所以木箱加速运动和减速运动时，它所受滑动摩擦力均为 30 N。
答案:15，30，30.
【例题8】如图甲所示为一块质量均匀分布的半圆形角器，将其用细线悬挂在天花板上，请你用作图的方法找到重心点的位置。（A点是圆心，保留作图痕迹）
如图甲所示，因为半圆形量角器在重力G和拉力F的作用下静止，所以G与F二力平衡，作用在同一直线上，F的作用线与细线重合，用虚线沿细线方向向下延长，重心一定在这条延长线上；因半圆形量角器的质量均匀分布，故重心一定在过圆心 A 垂直于直径的对称轴上，用虚线画出这条对称轴，两条虚线的交点即为半圆形量角器的重心O。
①判断一对力是不是平衡力；②确定另一个力的大小和方向；③判断物体的运动状态。
①物体在几个力的作用下，保持静止或做匀速直线运动，该物体处于平衡状态。②当物体在两个力的作用下处于平衡状态，我们就说这两个力相互平衡，简称二力平衡。
1. 如图所示，质量为0.5kg的花瓶放在桌面上，请说明桌面对花瓶支持力的大小和方向.
花瓶的重力 G=mg = 0.5kg × 10 N/kg=5N.花瓶所受的重力与支持力两个力平衡，桌面对花瓶的支持力竖直向上，大小也为 5N.
2. 在弹簧测力计的秤钩上挂100g钩码，记录静止时弹簧测力计的示数，然后，使弹簧测力计和钩码一起向上匀速运动，并观察弹簧测力计的示数，两次相比，弹簧测力计的示数近似相等吗?
钩码静止时弹簧测力计的示数为1N；当弹簧测力计和钩码一起匀速上升时，拉力与重力仍是一对平衡力，大小相等，所以示数近似为1N.
该模型直升机悬停在空中时，旋翼的升力与重力是一对平衡力，大小相等， F=G=mg =0.25 kg×10 N/kg=2.5 N.
3. 已知一架模型直升机的质量为0.25kg。该模型直升机的旋翼要提供多大的升力，才能使它悬停在空中?
4. 一辆载重卡车连同货物的总质量为4t，在2×103N牵引力的作用下，沿平直公路匀速行驶。试计算地面对汽车的支持力和汽车受到的阻力。
地面对汽车的支持力与重力是平衡力。m=4t=4×10³kg，F支=G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N.汽车所受的阻力和牵引力平衡，所以阻力大小为 f= 2×10³N.
1. 小华用绳子提着一条鱼静止不动，此时鱼受到的平衡力是___________和_______________这一对力。如果鱼的重力为5N，则拉力的大小为_____N，拉力的方向是_________。
鱼受到的力有：重力、绳子的拉力。 因为鱼静止不动，所以这两个力是一对平衡力，则大小相等、方向相反、沿同一直线，且作用在同一物体上。
2. 如图所示，一个重10 N的物体在 10 N 竖直向上的拉力作用下做匀速直线运动。小红说：因为物体做匀速直线运动，且物体仅受重力和拉力的作用，所以重力和拉力是一对平衡力。小明说：因为同一物体受到的重力和拉力大小相等，方向相反，并且作用在同一条直线上，所以重力和拉力是一对平衡力。则两人的说法（ ）A. 都正确 B. 只有小明正确 C. 只有小红正确 D. 都不正确
根据二力平衡的概念可知，小红的说法正确；根据二力平衡的条件可知，小明的说法也正确。
3. 2022年3月28日在亚洲杯女足决赛中，中国姑娘在落后两球的情况下，顽强拼搏，最终实现了史诗般的逆转，赢得冠军。如图所示是中国队员“头球攻门”的情景，当运动员用头顶球时球的运动方向改变了，说明力能改变物体的 __________（选填“形状”或“运动状态”）。在草坪上滚动的足球，受到的力______平衡力（选填“是”或“不是”）。
用头顶球时球的运动方向改变了，即足球的运动状态发生了改变，说明力能改变物体的运动状态。
在草坪上滚动的足球，会慢慢停下来，足球的运动状态发生了变化，足球受到的力不是平衡力。
4. 关于运动和力，下列说法正确的是（ ） A. 物体处于静止，一定不受外力 B. 物体在平衡力作用下，一定保持静止状态 C. 物体在平衡力作用下，一定作匀速直线运动 D. 运动的物体在平衡力作用下，一定作匀速直线运动
物体在平衡力作用下，会保持静止或匀速直线运动状态。 静止的物体在平衡力作用下，一定静止； 运动的物体在平衡力作用下，一定作匀速直线运动。
5. 2022年2月6日，不服输、敢拼搏、懂团结的中国女足第9次捧起亚洲杯冠军奖杯（如图）。在比赛过程中（ ）。A. 静止在水平草地上的足球只受重力 B. 将足球踢飞说明力可以改变物体的形状 C. 在空中运动到最高点的足球受力不平衡 D. 草地上滚动的足球因不受力而逐渐停下
A．静止在水平草地上的足球受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，这两个力是一对平衡力，故A不符合题意；B．脚对足球用力，足球被踢飞，力改变了足球的运动状态，故B不符合题意；C．在空中运动到最高点的足球有水平方向的速度，不是处于静止或匀速运动状态，所受的力不是平衡力，故C符合题意；D．草地上滚动的足球逐渐停下，是因为受到阻力的作用，阻力改变了足球的运动状态，故D不符合题意。
6. 在2022北京冬奥会短道速滑男子1000米比赛中，中国选手任子威获得金牌。图甲是他正全力通过弯道、图乙是他获胜后站立在水平赛场中央大声欢呼的情形，下列说法正确的是（ ）A. 通过弯道过程中他处于平衡状态B. 站立时他受到的重力和他对冰面的压力是一对相互作用力C. 站立时他受到的重力和他对冰面的压力是一对平衡力D. 图甲中他的手对冰面的压力与冰面对他的手的支持力是一对相互作用力
A．通过弯道过程中，他的运动状态发生改变，他不处于平衡状态，故A错误；B．站立时，他受到的重力和他对冰面的压力两个力的方向相同，故不是相互作用力，故B错误；C．站立时他受到的重力和他对冰面的压力这两个力的方向相同，故不是平衡力，故C错误；D．图甲中他的手对冰面的压力与冰面对他的手的支持力，这两个力大小相等，方向相反，施力物体和受力物体互为彼此，同时产生，同时消失，故是一对相互作用力，故D正确。
7. 起重机的钢丝绳下吊一个重为2000牛的货物，在下列情况下，钢丝绳的拉力分别是多少?（1）当货物静止时：__________（2）货物以1米/秒匀速上升：_________（3）货物以1.5米/秒匀速下降：__________
拉力F与重力G是一对平衡力，大小相等。
货物在竖直方向上受到的力有：重力G、拉力F。 货物无论是静止、匀速直线上升或下降，货物都处于平衡状态，这两个力都是一对平衡力，所以大小相等。 拉力的大小与物体匀速运动的速度无关。
8. 图示为小张测量体重时的情景，静止时体重计对他的支持力为F1，他对体重计的压力为F2，他受到的重力为G，则（ ）。A. F2与G是一对平衡力B. F1与F2是一对平衡力C. F1与F2 一对相互作用力D. F1与G是一对相互作用力
A．他对体重计的压力为F2 ，他受到的重力为G，方向都是竖直向下的，故并不是平衡力，故A不符合题意；BC．静止时体重计对他的支持力为F1 ，他对体重计的压力为F2 ，是两个物体间的作用力，互为施力物体，互为受力物体，两个力的大小相等，方向相反，故是一对相互作用力，故B不符合题意；C符合题意；D．静止时体重计对他的支持力为F1 ，他受到的重力为G，是同一个物体受到的两个力，两个力的大小相等，方向相反，故是一对平衡力，故D不符合题意。
9．某物理学习小组在“探究二力平衡的条件”实验时，自制了一套如图所示的实验装置，将系于小卡片（重力可忽略不计）两对角的细线，分别跨过左右支架上的定滑轮。
（1）本实验观察的对象是______；（2）在细线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向______（选填“相同”或者“相反”），并通过调整钩码的数量来改变两端拉力的______ .
（1）实验中通过观察小卡片能否静止，确定其是否处于平衡状态，故研究对象是小卡片。 （2）细线两端挂上钩码，两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个方向相反的拉力，拉力的大小等于钩码的重力，钩码的数量越多，拉力就越大。
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