二力平衡公式.docx

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1、 二力平衡公式 一、二力平衡假如两个力满意“大小相等、方向相反，在同一条直线上、作用在同一个物体上”，我们就将这两个力叫做一对平衡力.物体在这两个力的作用下保持平衡，也就是说，处在平衡状态.我们把物体在两个力作用下的平衡称之为“二力平衡”.二、正确理解二力平衡和物体运动状态的关系当一物体受两个力的作用时，假如这两个力满意二力平衡的条件，则该物体的运动状态为：（1）物体原来假如处于静止状态则保持静止状态；（2）假如物体原来是运动的则将做匀速直线运动.即物体在平衡力作用下将维持原来的运动状态.假设失去了一个力的作用，平衡就被破坏，物体将在另一个力的作用下，沿这个力的方向运动起来.三、利用二力平衡解

2、题二力平衡的应用有两个方面：（1）已知物体受平衡力作用，可以推断物体的运动状态保持不变.（2）已知物体保持静止或匀速直线运动状态，可以断定物体假如受力肯定受到平衡力的作用.物体的运动状态，尤其是静止状态，我们很简单通过视察作出推断.因此依据物体的运动状态推断受力状况，即上述第（2）个方面的应用，在力学问题中特别普遍.下面举几例加以说明.1.找物体重心.如图1，通过A点把物体悬挂起来，由于物体受拉力F1和重力G的作用保持静止，因此G与F必定共线、反向.重心肯定在F1的反向延长线上.再通过B点把物体悬挂起来，同理可得重心必定在F2的反向延长线上.那么F1、F2反向延长线的交点O就是重心.2.计算摩

3、擦力.由于摩擦力无法干脆测量，运用二力平衡的学问可以便利地知道摩擦力的大小.例如，当我们用20N水平向右的力去拉一物体，但未拉动；用25N的力去拉，仍未拉动；用30N的力才使物体做匀速直线运动.这三种状况，物体受到的摩擦力分别是多少？物体保持静止或匀速直线运动时，摩擦力与拉力是平衡力，所以摩擦力分别是20N、25N和30N.3.推断浮力的大小.当物体漂移或悬浮于液体中时，物体在竖直方向受到浮力F与重力G的作用保持静止，故而有F=G.例如，同一支密度计放在a、b两种不同的液体中，如图2所示，密度计受到的浮力相等吗？有同学认为在液体b中，密度计排开的液体多，受到的浮力大.也有同学认为密度计在液体a

4、中要浮起些，受到的浮力大.其实，依据二力平衡的学问可知，密度计保持静止，浮力等于重力，既然是同一支密度计，那么重力相等，密度计在两种液体中受到的浮力也相等.4.求“最小”力.例如，要使一架重是5105N的直升机上升，至少需多大的举力？飞机匀速上升时所需举力最小，此时举力与重力相等.故举力至少是5105N.又如，一条船底板在水面下h处，底板上出现了一个面积为S的洞，要把这个洞堵住至少需多大的力？如图3，水对堵洞口的塞子竖直向上的压力F1，为了使塞子不被水冲开而保持静止，人对塞子向下的压力F2至少与F1平衡，即F1=F2，在解这类问题时，不能只求出F1，还必需依据二力平衡的学问求出F2.初中阶段主

5、要探讨物体保持静止或匀速直线运动状态时与受力状况之间的关系.因此，驾驭二力平衡学问在多类问题中的敏捷运用，对于我们深刻理解某些力学问题，提高解题实力是特别重要的.说明连通器的原理，用托里拆利试验测大气压以及利用浮沉条件解有关浮力问题都须要用到二力平衡的学问，希望同学们在学习过程中细心体会，加深理解.四、典型例题解析例1一个重500N的人站在电梯中，求下列状况下电梯底面对人的支持力大小和方向.（1）人和电梯一起静止不动；（2）人和电梯一起以5ms速度匀速上升；（3）人和电梯一起以2ms速度匀速下降；解析首先，我们应明确探讨对象，本题以人为探讨对象，人站在电梯中受两个力作用.一个力为地球对人的吸引

6、力即重力（G）；另一个力为电梯底面对人的支持力（N）；因物体处于静止或匀速直线运动状态时，必定受到平衡力作用或不受外力作用.人在重力（G）和支持力（N）的作用下，保持静止或做匀速直线运动，这两个力必定为平衡力.依据二力平衡条件可知；这两个力必定大小相等，方向相反，由于重力的大小和方向确定，就可依据上面的条件得出支持力的大小和方向.答案从人的三种运动状态可知，人都处于二力平衡状态.依据二力平衡条件，这三种状况下电梯底面对人的支持力均为500N，方向均为竖直向上.例2氢气球下吊一小重物G在空气中做匀速直线运动，若不计空气阻力和风力影响，而小重物G恰能沿MN方向斜上升，则图4中的气球和G在运动中所处

7、的位置正确的是（）.解析题中氢气球和重物G可视为一个整体，在空气中做匀速直线运动，它们应处于平衡状态，所受到的力是平衡力，即它受到的重力和拉力是一对平衡力.依据二力平衡的条件可知重力的方向竖直向下，所以，拉力的方向是竖直向上的，而且与重力的方向在同始终线上.故选D.例3物体在一对平衡力的作用下做匀速直线运动.若其中一个力突然消逝，则（）.A.物体马上停止运动B.物体仍旧保持匀速运动C.物体肯定变更了运动方向D.以上说法均不对解析本题考点：二力平衡条件的应用.分析：先推断受平衡力的物体，失去一个力后，是否还受平衡力，再推断物体在这种力的作用下将做怎样的运动.解答平衡力中的一个力突然消逝，物体所受

8、的力不再是平衡力，肯定要发生运动状态的变更，可能是运动方向的变更，也可能是速度大小的变更.不能表现为静止状态，也不能表现为匀速直线运动状态，A.由于惯性，物体不行能马上停止B.运动状态没变，不符合要求C.运动状态的变更可能是速度大小改变，也可能是运动方向变更所以D正确.点评要正确理解力与运动的关系：物体受平衡力时运动状态肯定不变，要么静止，要么做匀速直线运动；物体受非平衡力，运动状态肯定发生改变，可能是速度大小改变，也可能是运动方向发生变更.例4空降兵在着陆伞打开后的一段时间内将匀速下落，它的体重为650N，伞重200N，若人受到的阻力忽视不计，则伞对人的拉力为N，伞受到的阻力为N.解析本题考

9、点：二力平衡条件的应用.分析：伞兵匀速下降时，处于平衡状态，受平衡力，则伞对人的拉力与人的重力是一对平衡力，伞和人受到的重力与阻力是一对平衡力，从而可以计算出阻力大小.解答伞兵匀速下降时，G人=650N，伞对人的拉力与人的重力是一对平衡力，则伞对人的拉力为：F=G人=650N.又伞兵匀速下降时，G人=650N，G伞=200N，伞和人受到的总重力与伞受到的阻力是一对平衡力，则伞受到的阻力为：f=G人+G伞=650N+200N=850N.答案650850点评此题主要考查了二力平衡条件及应用，知道物体处于匀速直线运动状态时，物体受力平衡，对伞兵在空中的受力分析是此题的解题关键.例5一课外活动小组为了

10、探究拔河竞赛取胜的“秘诀”，做了如图5甲、乙所示的试验，依据图示，认为拔河竞赛取胜的“秘诀”是，因此，我们拔河竞赛要想成功，应实行的措施是.（说出一点）解析考点：力的作用的相互性；摩擦力的种类；增大或减小摩擦的方法.这是一道信息赐予题，通过分析甲乙两图中的测力计的示数，以及拔河的结果，利用对应的物理学问加以分析，即可得到答案.解答由图示的测力计示数可知，拔河时，两人受到的拉力是相等的.对乙图中的左侧运动员进行分析，在水平方向上，他受到两个力的作用，地面对他的摩擦力和绳子的拉力，由于其站在滑板上，地面对其施加的摩擦力较小，小于绳子对他的力，故向右运动.右侧运动员由于其站在地面上，受到的摩擦力较大，大于或等于绳子对他的拉力，所以其没有向左运动.由此可知，拔河竞赛取胜的“秘诀”是增大地面与人脚之间的摩擦力.答案增大地面与人脚之间的摩擦力；选用质量较大的人拔河或穿钉子鞋参与竞赛.点评通过图示的信息，得出影响拔河竞赛结果的结论，然后再对得出的结论加以应用，是此题的解题思路.该题与实际生活联系紧密，体现了物理来源于生活的理念. 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页