二力平衡(基础) 知识讲解.pdf

二力平衡二力平衡 （基础）（基础）责编：冯保国【学习目标】【学习目标】1、知道什么是平衡状态，平衡力，理解二力平衡的条件；2、会用二力平衡的条件解决问题；3、掌握同一直线上的二力合成。【要点梳理】【要点梳理】要点一、平衡状态和平衡力要点一、平衡状态和平衡力物体处于静止或匀速直线运动状态，我们就称这个物体处于平衡状态。处于平衡状态的物体所受的力叫做平衡力。要点诠释：1平衡力与平衡状态的关系：物体在平衡力的作用下，处于平衡状态，物体处于平衡状态时要么不受力，若受力一定是平衡力。2物体受平衡力或不受力保持静止或匀速直线运动状态。要点二、二力平衡要点二、二力平衡如果物体只受两个力而处于平衡状态，这种情况叫做二力平衡。这两个力就叫做一对平衡力。要点诠释：1 1二力平衡的条件二力平衡的条件（高清课堂二力平衡（高清课堂二力平衡 ）概括说就是“同物、等大、反向、共线”。(1)(1)同物同物：作用在同一物体上的两个力。(2)(2)等大：等大：大小相等。(3)(3)反向：反向：两个力方向相反。(4)(4)共线共线：两个力作用在同一条直线上。2 2二力平衡的条件的应用：二力平衡的条件的应用：(1)(1)根据平衡力中一个力的大小和方向，判定另一个力的大小和方向。(2)(2)根据物体的平衡状态，判断物体的受力情况。3 3二力平衡与相互作用力的区别二力平衡与相互作用力的区别平衡力受力物体 作用在同一物体上不同点受力情况 受力物体是一个，施力物体分别是其他物体力的变化相互作用力作用在两个不同物体上两个物体互为施力者，互为受力者相同点 大小相等，方向相反，作用在同一直线上一个力变化(增大、减小或消失)，另一个力不同时产生，同时变化，同时消一定变化，此时物体失去平衡。失两个力分别产生各自的效果作用效果 物体保持静止或匀速直线运动状态要点三、同一直线上二力的合成要点三、同一直线上二力的合成如果一个力产生的作用效果跟几个力共同作用产生的作用效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。 如果一个力产生的作用效果跟两个力共同作用产生的作用效果相同， 这个力就叫做那两个力的合力。要点诠释：1同一直线上二力的合成：(1)同一直线上，方向相同的两个力的合力，大小等于这两个力的大小之和，方向跟这两个力的方向相同，即。(2)同一直线上，方向相反的两个力的合力，大小等于这两个大小之差，方向跟较大的那个力方向相同。即2平衡力的合力为零。【典型例题】【典型例题】类型一、基础知识类型一、基础知识1 1、如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。（1）小华将系于小卡片（重力可忽略不计）两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，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。（2）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。（3）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：。（4）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。A减少摩擦力对实验结果的影响B小卡片是比较容易获取的材料C容易让小卡片在水平方向上保持平衡D小卡片容易扭转【答案】 （1）相反 钩码的数量（2）不能 不在同一直线上两个力能否平衡（3）把小卡片剪成两半（4）A【解析】 （1）钩码由于重力的作用，会对小卡片施加一个拉力的作用，左端的钩码对小卡片施加一个向左的拉力，右端的钩码对小卡片施加了一个向右的拉力，拉力的大小等于钩码的重力；（2）小卡片转过一个角度，小卡片上受到的两个拉力就不在一条直线上，是验证不在同一直线上两个力是否平衡；（3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力是否平衡，可以将卡片一剪两半，使力作用在两个卡片上；（4）小明将木块放在水平桌面上，木块在水平桌面上静止或运动都可能受到摩擦力的作用，就会影响实验效果【总结升华】此题探究的是二力平衡的条件，二力平衡是初中物理力学中的难点，也是一个重点需要掌握。举一反三：举一反三：【变式】 （2015闸北区二模）一辆汽车匀速行驶在平直的水平路面上，属于平衡力的是（）A车受到的牵引力和车受到的重力B车受到的重力和车对路面的压力C车受到的牵引力和车受到的阻力D车对路面的压力和路面对车的支持力【答案】C2 2、关于平衡力，下列方法正确的是（）A物体只有在静止时受到的力是平衡力B作用在一条直线上的两个力，大小相等，这两个力一定是平衡力C物体在平衡力的作用下，处于静止状态或匀速直线运动状态D物体受到的拉力和重力的大小相等，这两个力一定是平衡力【答案】C【解析】物体在平衡状态时受到的力是平衡力，平衡状态包括：静止和匀速直线运动状态，故A 错误、C 正确；作用在同一物体、同一直线上，大小相等、方向相反的两个力是平衡力；显然B、D 都不符合平衡力的条件，故 B、D 错误；故选 C。【总结升华】此题需要识记的内容有：物体如果保持静止或匀速直线运动状态，那么该物体就处于平衡状态；平衡力需满足四个条件：同物、同线、等大、反向，缺一不可。举一反三：举一反三：【变式】2011 年 5 月 15 日，刘翔在国际田径钻石联赛男子110 跨栏比赛中采用 7 步上栏的新技术以 13秒 07 的成绩一举夺冠（如图所示） 。下列描述正确的是（）A刘翔蹬地起跑，说明力是维持物体运动状态的原因B刘翔在比赛过程中重力对他没有做功C刘翔到达终点后不能立即停下是受到惯性的作用D刘翔在领奖台上受到的重力与支持力是一对平衡力【答案】 ：D3 3、（2015吴中区一模）用大小不变的水平力，拉木块在水平桌面上做匀速直线运动，如图所示，木块在运动过程中，下列说法正确的是（）A木块对桌面的压力和木块受到的重力是一对平衡力B绳对木块的拉力大于桌面对木块的摩擦力C绳对木块的拉力和木块对绳的拉力是一对平衡力D木块受到的滑动摩擦力大小保持不变【答案】D【解析 A、木块对桌面的压力和木块受到的重力，这两个力方向相同且作用在两个物体上，不符合二力平衡条件，故 A 不正确；B、木块在水平桌面上做匀速直线运动时，处于平衡状态，木块受到水平方向向右绳子的拉力和水平向左的摩擦力是一对平衡力，两个力的大小相等，故B 不正确；C、绳对木块的拉力和木块对绳的拉力，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，作用在两个物体上，是一对相互作用力，故 C 不正确；D、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，而木块匀速直线运动时压力和接触面的粗糙程度不变， 所以木块受到的滑动摩擦力不变， 故 D 正确， 故选 D。【总结升华】 本题考查了平衡力的辨别和摩擦力大小的比较， 关键是知道平衡力与相互作用力的区别是：是否作用在同一个物体上，同时要注意压力和接触面的粗糙程度不变时滑动摩擦力的大小不变。举一反三：举一反三：【变式】 （高清课堂二力平衡例（高清课堂二力平衡例2 2）猴子能够轻松地倒挂在树枝上，当其倒挂在树枝上静止时，下列说法正确的是A树枝对猴子的作用力和猴子所受重力是一对平衡力B猴子对树枝的作用力和猴子所受重力是一对平衡力C猴子对树枝的作用力和树枝对猴子的作用力是对平衡力D猴子很轻，其重力不需要平衡就能静止在空中【答案】A类型二、类型二、知识应用知识应用4 4、体育频道经常转播一些重要的象棋或围棋大赛。在复盘讲解时，棋子被吸附在竖直放置的磁性棋盘上保持静止。棋子不会掉落是因为（）A棋盘对它的吸引力等于它受到的重力B棋子所受到的合力方向竖直向上C棋盘对它的摩擦力大于它受到的重力D棋盘对它的摩擦力等于它受到的重力【思路点拨】因棋子处于静止状态，其一定受到平衡力的作用，然后结合题意找到两对平衡力，再根据平衡力的特点：大小相等、方向相反，就可选出答案。【答案】D【解析】因棋子处于静止状态，其一定受到平衡力的作用，然后结合题意找到两对平衡力，再根据平衡力的特点：大小相等、方向相反，就可选出答案。【总结升华】此题考查了平衡力的知识以及受力情况与物体运动状态的联系；抓住物体的状态（静止） ，再结合平衡力知识可得到各力之间的大小关系以及合力的大小。5 5、吊车吊着质量为 2 吨的物体，在下列的三种情况下，吊车给物体向上的拉力各是多少？（1）物体静止不动；（2）物体以 1 米/秒的速度匀速上升；（3）物体以 2 米/秒的速度匀速下降【思路点拨】 （1）根据 G=mg 计算重力；（2）物体静止和匀速直线运动时受到平衡力的作用，对物体进行受力分析，根据二力平衡条件判断拉力的大小；（3）二力平衡条件：大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在同一物体上。【答案与解析】2t=2000kg，G=mg=2000kg9.8N/kg=1.96104N。物体静止和匀速直线运动状态都受到平衡力的作用，物体受到重力和拉力，二力平衡，大小相等，拉力F=G=1.96104N。所以，物体静止时吊车给物体向上的拉力是 1.96104N；物体以 1 米/秒和以 2 米/秒的速度匀速上升拉力都是 1.96104N。【总结升华】 （1）利用 G=mg 计算重力或质量。（2）掌握二力平衡条件。（3）物体静止和匀速直线运动时受到平衡力的作用。6 6、如图所示，用照相机每隔相等时间自动拍得的一个球从空中下落的照片，由照片可知，以下说法错误的是()A球下落的速度越来越大B球下落过程中受平衡力作用C球下落过程受非平衡力作用D球下落过程中运动状态不断改变【答案】B【解析】从照片上看，相等的时间内小球通过的路程不等，说明球的运动是变速的，故 D正确；间距越来越大，说明球下落速度越来越大，故A 也正确，既然运动状态是改变的，那么物体一定受非平衡力作用，故C 也正确。【总结升华】若物体的运动状态不改变，那么它可能不受力，也可能受平衡力，但如果物体的运动状态改变，则物体肯定受非平衡力作用。举一反三：举一反三：【变式】下列说法正确的是()A三个要素都相同的两个力一定是平衡力B物体受非平衡力的作用时，运动状态会发生改变C“蜘蛛人”攀爬高层时，使他上升的力是他对自己的拉力D游泳运动员只受水向前的力，他对水不施力【答案】B。【解析】三要素相同的两个力方向相同，一定不是平衡力，蜘蛛人爬高层时，手受到的摩擦力是使他上升的力，游泳时人对水的力和水对人的力是相互作用力。