八年级物理全册第七章第三节力的平衡课件新版沪科版.ppt

第三节力 的 平 衡体验体验 平衡状态平衡状态活动活动1:1:观察放在桌子上静止的茶杯。观察放在桌子上静止的茶杯。活动活动2:2:通过多媒体观察匀速直线下降的跳伞运动员。通过多媒体观察匀速直线下降的跳伞运动员。(1)(1)活活动动1 1中中,茶杯受茶杯受力和力和力两个力力两个力,处处于于静止状静止状态态。(2)(2)活活动动2 2中中,匀速直匀速直线线下降的跳下降的跳伞伞运运动员动员受受力和力和力两个力力两个力,运运动动状状态态(选选填填“改改变变”或或“不改不改变变”)。提示提示:(1)(1)重支持重支持(2)(2)阻重不改变阻重不改变1.1.什么情况下的力为平衡力什么情况下的力为平衡力?2.2.什么情况下物体处于平衡状态什么情况下物体处于平衡状态?3.3.二力平衡的条件是什么二力平衡的条件是什么?探究探究 1 1 二力平衡二力平衡结结合合“体体验验”中的活中的活动动,思考以下思考以下问题问题:1.1.由活由活动动可知可知,茶杯受两个力的作用茶杯受两个力的作用处处于静止状于静止状态态,跳跳伞伞运运动员动员受两个力的作用受两个力的作用处处于匀速直于匀速直线线运运动动状状态态,我我们们把把 状状态态或或状状态态称称为为平衡状平衡状态态,物体受到的两个力互称物体受到的两个力互称为为。茶。茶杯受到的杯受到的与与是一是一对对平衡力。平衡力。参考答案参考答案:静止匀速直线运动平衡力静止匀速直线运动平衡力重力支持力重力支持力2.2.物体在哪些情况下保持平衡状物体在哪些情况下保持平衡状态态?提示提示:牛顿第一定律表述了物体在不受力的时候保持平衡状态牛顿第一定律表述了物体在不受力的时候保持平衡状态,本节表述了物体在受平衡力的时候保持平衡状态。所以物体保本节表述了物体在受平衡力的时候保持平衡状态。所以物体保持平衡状态的情况有两种持平衡状态的情况有两种,一是不受力一是不受力,二是受平衡力。二是受平衡力。参考答案参考答案:不受力或受平衡力不受力或受平衡力探究探究 2 2 探究二力平衡条件探究二力平衡条件 实验实验器材器材:小小纸纸板、两个板、两个盘盘子、子、细线细线、砝、砝码码若干、两若干、两边带边带滑滑轮轮的木板。的木板。1.1.实验实验中中,如何判断小如何判断小纸纸板所受的力板所受的力为为平衡力平衡力?提示提示:使物体处于平衡状态使物体处于平衡状态(静止状态或匀速直线运动状态静止状态或匀速直线运动状态)的的力是平衡力力是平衡力,故根据小纸板是否处于静止状态或匀速直线运动故根据小纸板是否处于静止状态或匀速直线运动状态来判断小纸板受的力是否为平衡力。因为匀速直线运动状状态来判断小纸板受的力是否为平衡力。因为匀速直线运动状态不容易判断态不容易判断,故以小纸板是否处于静止状态来判断小纸板受故以小纸板是否处于静止状态来判断小纸板受的力是否为平衡力。的力是否为平衡力。参考答案参考答案:小纸板是否处于静止状态小纸板是否处于静止状态,若处于静止状态若处于静止状态,则受到则受到的力为平衡力的力为平衡力,否则为非平衡力。否则为非平衡力。2.2.实验设计实验设计:(1)(1)用手按住小纸板不动用手按住小纸板不动,两边的盘子中各加相同的砝码两边的盘子中各加相同的砝码,二力二力大小大小,方向方向,放手后小纸板放手后小纸板_(选填选填“静止不动静止不动”或或“运动运动”)。(2)(2)在两盘中各加相同的砝码使小纸板静止在两盘中各加相同的砝码使小纸板静止,用手旋转小纸板至用手旋转小纸板至某一角度某一角度,使两个力的作用使两个力的作用(选填选填“不在不在”或或“在在”)同一直线上同一直线上,放手后小纸板放手后小纸板(选填选填“静止不动静止不动”或或“转动转动”)。(3)(3)用两个相同的小纸板分别系住一个吊盘用两个相同的小纸板分别系住一个吊盘,用手按住用手按住,保证二力保证二力大小大小、方向、方向、作用在、作用在直线上直线上,放手后放手后两个小纸板两个小纸板(选填选填“静止不动静止不动”或或“运动运动”)。参考答案参考答案:(1)(1)相等相反静止不动相等相反静止不动(2)(2)不在转动不在转动(3)(3)相等相反同一运动相等相反同一运动3.3.实验结论实验结论:二力平衡条件是两个力作用在二力平衡条件是两个力作用在物物体上体上,大小大小、方向、方向,作用在作用在直直线线上。上。提示提示:对比三个实验得出两个力只有作用在同一个物体上、同对比三个实验得出两个力只有作用在同一个物体上、同一直线上、大小相等、方向相反才能使小纸板保持平衡状态一直线上、大小相等、方向相反才能使小纸板保持平衡状态(静止静止)。参考答案参考答案:同一个相等相反同一同一个相等相反同一4.4.交流与交流与评评估估:(1)(1)实验实验中中,为为什么什么选择选择的小的小纸纸板板质质量要量要轻轻?参考答案参考答案:为了减小小纸板与桌面间的摩擦力对实验的影响。为了减小小纸板与桌面间的摩擦力对实验的影响。(2)(2)受到平衡力的物体的合力大小是多少受到平衡力的物体的合力大小是多少?提示提示:物体受到一对平衡力物体受到一对平衡力,大小相等、方向相反大小相等、方向相反;由二力合成由二力合成的法则可知的法则可知F F合合=F=F1 1-F-F2 2=0=0。参考答案参考答案:0 0探究探究 3 3 二力平衡的应用二力平衡的应用结结合二力平衡的条件合二力平衡的条件,思考以下思考以下问题问题:1.1.在我在我们们已已经经学学习习的知的知识识中中,哪些知哪些知识识利用了二力平衡利用了二力平衡?参考答案参考答案:“科学探究科学探究:摩擦力摩擦力”的实验中测摩擦力的实验中测摩擦力;用弹簧测用弹簧测力计测重力。力计测重力。2.2.在图中画出静止在水平桌面上的饮料瓶的受力示意图。如果在图中画出静止在水平桌面上的饮料瓶的受力示意图。如果饮料瓶所受的重力是饮料瓶所受的重力是10 N,10 N,桌面对它的支持力是桌面对它的支持力是N N。提示提示:饮料瓶静止在水平桌面上饮料瓶静止在水平桌面上,在竖直方向上受平衡力的作用在竖直方向上受平衡力的作用,即重力与桌面对它的支持力。这两个力是一对平衡力即重力与桌面对它的支持力。这两个力是一对平衡力,所以支所以支持力的大小等于重力持力的大小等于重力,方向竖直向上。方向竖直向上。参考答案参考答案:1010一、二力平衡一、二力平衡1.1.平衡状态平衡状态:物体保持物体保持_或或_状态。状态。2.2.平衡力平衡力:(1)(1)定义定义:如果物体在两个力的作用下保持如果物体在两个力的作用下保持_或或_状态状态,这两个力互称为平衡力。这两个力互称为平衡力。(2)(2)实质实质:力的作用效果相互力的作用效果相互_,相当于不受力。相当于不受力。静止静止匀速直线运动匀速直线运动静止静止匀速直线运动匀速直线运动抵消抵消二、二力平衡的条件二、二力平衡的条件1.1.作用在作用在_物体上。物体上。2.2.大小大小_。3.3.方向方向_。4.4.作用在作用在_直线上。直线上。三、二力平衡的应用三、二力平衡的应用1.1.物体在两个力的作用下处于平衡状态时物体在两个力的作用下处于平衡状态时,可以根据其中一可以根据其中一个力的大小和方向个力的大小和方向,确定另一个力的确定另一个力的_和和_。2.2.如果一个物体受到的力为平衡力如果一个物体受到的力为平衡力,则物体处于则物体处于_或或_状态。状态。同一同一相等相等相反相反同一同一大小大小方向方向静止静止匀速直线运动匀速直线运动【拓展延伸拓展延伸】平衡力和相互作用力的异同平衡力和相互作用力的异同异同异同平衡力平衡力相互作用力相互作用力相同点相同点等大、反向、共线等大、反向、共线不同点不同点共体共体不共体不共体考点考点 二力平衡的应用二力平衡的应用【典例典例】(2013(2013德阳中考德阳中考)如如图图甲所示甲所示,物体甲重物体甲重40 N,40 N,被被50 N50 N的水平的水平压压力力F F甲甲压压在在竖竖直直墙墙壁上保持静止。如壁上保持静止。如图图乙所示乙所示,物体乙物体乙重重60 N,60 N,在在35 N35 N的水平拉力的水平拉力F F乙乙作用下作用下,沿水平桌面匀速向右运沿水平桌面匀速向右运动动。则则物体甲受到的摩擦力物体甲受到的摩擦力f f甲甲为为N,N,物体乙受到的摩擦力物体乙受到的摩擦力f f乙乙为为N N。【思路导引思路导引】解决问题的关键点有两个解决问题的关键点有两个:关键点关键点1:1:分析甲、乙物体受力分析甲、乙物体受力;关键点关键点2:2:明确甲、乙两物体都静止明确甲、乙两物体都静止,受平衡力受平衡力,由二力平衡的条由二力平衡的条件判断摩擦力的大小。件判断摩擦力的大小。【精讲精析精讲精析】本题考查二力平衡条件的应用。以物体甲为研究对本题考查二力平衡条件的应用。以物体甲为研究对象象,甲物体在水平方向受到压力和墙壁的支持力甲物体在水平方向受到压力和墙壁的支持力,竖直方向受到竖竖直方向受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力直向下的重力和竖直向上的摩擦力,由于甲物体静止由于甲物体静止,因此这两对因此这两对力都是平衡力力都是平衡力,所以所以f f甲甲=G=G甲甲=40 N=40 N。以乙物体为研究对象。以乙物体为研究对象,乙物体乙物体在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,水平方水平方向受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力向受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力,由于乙匀速向右运由于乙匀速向右运动动,因此拉力和摩擦力是一对平衡力因此拉力和摩擦力是一对平衡力,所以所以f f乙乙=F=F乙乙=35 N=35 N。答案答案:40403535【方法归纳方法归纳】二力平衡的两个应用二力平衡的两个应用(1)(1)求力的大小和方向。求力的大小和方向。(2)(2)判断物体的运动状态。判断物体的运动状态。1.1.在下列事例中在下列事例中,受平衡力作用的物体是受平衡力作用的物体是()A.A.正在圆形轨道上运动的过山车正在圆形轨道上运动的过山车B.B.减速进站的火车减速进站的火车C.C.腾空而起正在加速上升的火箭腾空而起正在加速上升的火箭D.D.在马路上匀速直线行驶的汽车在马路上匀速直线行驶的汽车【解析解析】选选D D。本题考查平衡状态的判断。圆形轨道上运动的。本题考查平衡状态的判断。圆形轨道上运动的过山车运动速度和运动方向都在变化过山车运动速度和运动方向都在变化,减速进站的火车和腾空减速进站的火车和腾空而起正在加速上升的火箭运动速度在变化而起正在加速上升的火箭运动速度在变化,都不处于平衡状态都不处于平衡状态,受力不平衡受力不平衡;在马路上匀速直线行驶的汽车做匀速直线运动在马路上匀速直线行驶的汽车做匀速直线运动,处处于平衡状态于平衡状态,受平衡力的作用受平衡力的作用,故选故选D D。2.(20132.(2013漳州中考漳州中考)下列四种情形中下列四种情形中,属于二力平衡的是属于二力平衡的是()【解析解析】选选B B。本题考查二力平衡的条件。二力平衡的条件是。本题考查二力平衡的条件。二力平衡的条件是两个力必须作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在两个力必须作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上同一直线上,四个条件缺一不可。四个条件缺一不可。A A项两个力作用在两个物体上项两个力作用在两个物体上;B;B项符合项符合;C;C项两个力大小不相等项两个力大小不相等;D;D项两个力不共线。项两个力不共线。3.3.如图所示如图所示,在光滑水平地面上在光滑水平地面上,一个物体受到拉力一个物体受到拉力F F的作用做匀的作用做匀速直线运动速直线运动,拉力拉力F F的方向是的方向是(不考虑其他阻力作用不考虑其他阻力作用)()()【解析解析】选选B B。本题考查平衡力的判断。因为物体在光滑水平。本题考查平衡力的判断。因为物体在光滑水平面上做匀速直线运动面上做匀速直线运动,因此在水平方向不受阻力的作用因此在水平方向不受阻力的作用,则不能则不能受到拉力作用受到拉力作用,故故A A、C C、D D错误错误;B;B项对物体进行受力分析项对物体进行受力分析,在竖在竖直方向受重力、支持力、拉力作用直方向受重力、支持力、拉力作用,合力为合力为0,0,故故B B正确。正确。4.(20134.(2013宜昌中考宜昌中考)一辆汽车在平直的公路上匀速行驶一辆汽车在平直的公路上匀速行驶,下列下列属于平衡力的是属于平衡力的是()A.A.汽车的重力与路面对汽车的支持力汽车的重力与路面对汽车的支持力B.B.汽车受到的牵引力与汽车受到的重力汽车受到的牵引力与汽车受到的重力C.C.汽车的重力与汽车对路面的压力汽车的重力与汽车对路面的压力D.D.汽车对路面的压力与路面对汽车的支持力汽车对路面的压力与路面对汽车的支持力【解析解析】选选A A。本题主要考查了平衡力和相互作用力的知识。本题主要考查了平衡力和相互作用力的知识。二力平衡的条件是作用在同一物体上的两个力大小相等、方向二力平衡的条件是作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反、并且在同一直线上。而相互作用力是两个力分别作用在相反、并且在同一直线上。而相互作用力是两个力分别作用在两个不同的物体上两个不同的物体上,它们也是大小相等、方向相反、并且在同它们也是大小相等、方向相反、并且在同一直线上。一直线上。B B项中的牵引力和重力不在同一条直线上项中的牵引力和重力不在同一条直线上;C;C项中的项中的重力和压力作用在不同的物体上重力和压力作用在不同的物体上,且方向相同且方向相同;D;D项中的压力和项中的压力和支持力是一对相互作用力。支持力是一对相互作用力。5.5.如图所示如图所示,三个钩码的重力均为三个钩码的重力均为1 N,1 N,用三根绳子连接悬挂着用三根绳子连接悬挂着,那么那么a a绳受到的拉力为绳受到的拉力为N,bN,b绳受到的拉力为绳受到的拉力为N,cN,c绳绳受到的拉力为受到的拉力为N N。【解析解析】本题考查平衡力的应用。由题图可知本题考查平衡力的应用。由题图可知,a,a绳下挂着三个绳下挂着三个钩码钩码,a,a绳受到的拉力等于三个钩码的重力绳受到的拉力等于三个钩码的重力,即即3 N;3 N;同理同理b b绳受到绳受到的拉力等于的拉力等于2 2个钩码的重力个钩码的重力,为为2 N;c2 N;c绳受到的拉力等于绳受到的拉力等于1 1个钩码个钩码的重力的重力,为为1 N1 N。答案答案:3 32 21 16.6.如图所示如图所示,跳伞运动员和伞在空中匀速直线下降跳伞运动员和伞在空中匀速直线下降,已知人和伞已知人和伞的总重为的总重为750 N,750 N,则人和伞受到的阻力大小为则人和伞受到的阻力大小为N,N,方向是方向是。【解析解析】本题考查了平衡力的应用。跳伞运动员和伞在空中匀本题考查了平衡力的应用。跳伞运动员和伞在空中匀速直线下降速直线下降,则人和伞在竖直方向上受平衡力的作用则人和伞在竖直方向上受平衡力的作用,即人和伞即人和伞受到的重力与人和伞受到的阻力是一对平衡力受到的重力与人和伞受到的阻力是一对平衡力,这两个力大小这两个力大小相等相等,方向相反方向相反,所以阻力的大小等于所以阻力的大小等于750 N,750 N,方向竖直向上。方向竖直向上。答案答案:750750竖直向上竖直向上7.7.如图所示如图所示,把木块放在光滑的水平把木块放在光滑的水平桌面上桌面上,向挂在木块两端的小盘里加向挂在木块两端的小盘里加砝码砝码(每个砝码的质量相同每个砝码的质量相同),),先使右先使右盘中的砝码数多于左盘中的砝码数盘中的砝码数多于左盘中的砝码数,可以观察到木块将可以观察到木块将;当当时时,木块处于静止状态。若保持两盘中的砝码数木块处于静止状态。若保持两盘中的砝码数相等相等,用手把木块扭转一个角度用手把木块扭转一个角度,松开手后松开手后,木块将木块将。通。通过以上实验过以上实验,可以总结出物体在二力作用下保持静止的条件是可以总结出物体在二力作用下保持静止的条件是这两个力必须这两个力必须、,并且并且。【解析解析】本题考查探究二力平衡的实验。当右盘中砝码数多于本题考查探究二力平衡的实验。当右盘中砝码数多于左盘中砝码数时左盘中砝码数时,F,F2 2FF1 1,木块将向右运动木块将向右运动;当左、右两盘砝码数当左、右两盘砝码数相等时相等时,F,F1 1=F=F2 2,木块处于静止状态木块处于静止状态;当把木块扭转一个角度当把木块扭转一个角度,F,F1 1和和F F2 2不在同一条直线上不在同一条直线上,松开手后松开手后,木块转动。通过以上实验可知木块转动。通过以上实验可知,要使物体在二力作用下保持静止要使物体在二力作用下保持静止,两力必须大小相等两力必须大小相等,方向相反方向相反,且作用在同一条直线上。且作用在同一条直线上。答案答案:向右运动两盘砝码数相等转动大小相等向右运动两盘砝码数相等转动大小相等方向相反作用在同一条直线上方向相反作用在同一条直线上8.8.如图所示为合浦古汉墓群挖掘出来的铜凤灯如图所示为合浦古汉墓群挖掘出来的铜凤灯,G,G是它受到的重是它受到的重力力,请你画出重力的平衡力。请你画出重力的平衡力。【解析解析】铜凤灯受到的重力和它受到的支持力是一对平衡力铜凤灯受到的重力和它受到的支持力是一对平衡力,二者大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一二者大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一物体上。作图时物体上。作图时,注意表示二力线段的长度相同注意表示二力线段的长度相同,大小用大小用F F表示。表示。答案答案:如图所示如图所示 找找你容易错在哪里找找你容易错在哪里如图所示如图所示,一个小孩沿水平方向用力推静止在水平地面上的小一个小孩沿水平方向用力推静止在水平地面上的小汽车汽车,但小汽车仍保持静止但小汽车仍保持静止,试比较小孩对小汽车的推力与小汽试比较小孩对小汽车的推力与小汽车受到的阻力的大小。车受到的阻力的大小。【学生自答学生自答】小孩对小汽车的推力小于小汽车受到的阻力的大小。小孩对小汽车的推力小于小汽车受到的阻力的大小。【教师点评教师点评】错误之处错误之处:没有理解物体静止处于平衡状态没有理解物体静止处于平衡状态,受平衡力。受平衡力。小汽车仍保持静止小汽车仍保持静止,则小汽车在水平方向上受到的推力和阻则小汽车在水平方向上受到的推力和阻力是一对平衡力力是一对平衡力,大小相等。大小相等。【标准解答标准解答】小汽车在水平方向上受到的推力和阻力是一对平衡力小汽车在水平方向上受到的推力和阻力是一对平衡力,大小相大小相等。等。