力的平衡
牛顿第一定律的内容是什么?
一切物体在
没有受到力的作用
时
,
总保持
或
.
复习回顾
静止状态
匀速直线运动状态
惯性:
一切物体都有保持
原来运动状态不变
的性质,这种性质叫惯性。
1
.
一切物体任何时候
都有
惯性
。
2
.惯性是物体
保持原来的静止或匀速
直线运动状态的性质
。
概念解读
3.
惯性大小由
质量
决定,质量大,惯性大。
与是否运动
﹑
速度大小
﹑
所受外力无关
。
4
、惯性只能说“
由于惯性
” 、 “
具有惯性
”
不能说“
受到惯性”
“
惯性力
”或“
惯性作用
”。
【
想一想
】
当物体
不受外力作用
时,能处于
静止状态
或
匀速直线运动状态。
如果物体
受到力的作用
时,能不能处于
静止状态
或
匀速直线运动状
呢?
观察思考一
左图口杯处于什么状态?它受到力的作用吗?若受到,它又受到那些力的作用?这些力可能存在什么关系?
F
G
静止状态
---
平衡状态
观察思考
二
右图是被
匀速吊起
的货物,它受到力的作用吗?若受到,又受到哪些力的作用呢?这些力也可能存在什么关系呢?
F
G
匀速直线运动状态
---
平衡状态
平衡状态
1
、静止状态
2
、匀速直线运动状态
静止状态
和
匀速直线运动状态
叫
平衡状态
。
生活中处于平衡状态的物体
G
F
支
G
F
支
G
F
支
G
F
浮
F
浮
G
F
浮
F
浮
G
F
浮
F
浮
G
F
浮
生活中处于平衡状态的物体
做匀速直线运动的小汽车
F
支
G
F
阻
F
牵
物体在受到几个力的作用时,如果
保持静止
或
匀速直线运动状态
,我们就说这几个力
平衡
。
如果物体只受两个力的作用,且处于平衡状态,这种情况叫做
二力平衡
。
二、平衡力
G
和
F
是
一对平衡力
F
G
G
F
拉
G
F
浮
G
F
浮
G
F
阻
静止
的电灯
静止
的轮船
匀速
上浮
潜水艇
匀速降落
的运动员
它们各处于怎样的状态
?
它们分别受到哪些力的作用
?
实验
探究二力平衡条件
猜想:
两个力的大小可能要相等
两个力的方向可能要相反
两个力可能要在一条直线上
两个力应该在同一物体上
二力平衡实验
课本实验装置
F
1
与
F
2
大小相等,方向相反,在同一直线上。
小车处于静止
(平衡状态)
装置仍如上图,但在两边的绳套上挂等重的钩码。放开塑料板后,塑料板将
。
如图,在两边的绳套上挂不等重的钩码。放开塑料板,塑料板
。
滑向一边
保持平衡
实验一
实验二
两力大小不相等,方向相反,在同一直线上
两力大小相等,方向相反,在同一直线上
实验一
实验二
在实验一和实验二中:
物体在水平方向所受二力的情况
运动状态是否改变
大小
方向
是否在一条直线上
不相等
相反
在同一条直线上
改变
相等
相反
在同一条直线上
不改变
……
如图,在两边的绳套上挂等重的钩码,将塑料
板稍向下移动,使两个拉力的方向成一定角度。
放开塑料板,塑料板将
。
向上移动
实验三
两力大小相等,方向不同,不在同一直线上
如图,在两边的绳套上挂等重的钩码。并将塑
料板扭转一个角度,使拉塑料板的细绳相互平
行,但不在同一直线上。放开塑料板,塑料板将
。
转动
实验四
两力大小相等,方向相反,不在同一直线上
实验三
实验四
在实验三和实验四中:
物体在水平方向所受二力的情况
运动状态是否改变
大小
方向
是否在一条直线上
相等
成一定角度
不在同一条直线上
改变
相等
相反
不在同一条直线上
改变
……
结合四个实验:
实验
物体在水平方向所受二力的情况
运动状态是否改变
大小
方向
是否在一条直线上
一
不相等
相反
在同一条直线上
改变
二
相等
相反
在同一条直线上
不改变
三
相等
成一定角度
不在同一条直线上
改变
四
相等
相反
不在同一条直线上
改变
二、二力平衡条件
作用在
同一物体上
的两个力,如果
大小相等
、
方向相反
,并且在
同一条直线上
,这两个力就彼此平衡。
简记:
同体、等大、反向、共线
。
注意:判断两个力是不是一对平衡力
---
先判它们是否作用在
同一物体
上
受平衡力作用
运动状态
不改变
F
G
向上匀速:
F
=
G
向下匀速:
F
=
G
静止:
F
=
G
物体只受
拉力
和
重力
的作用
不是受平衡力作用
运动状态
改变
F
G
向上加速:
向下加速:
F
>
G
物体
不是受平衡力
作用,运动状态
改变
。
物体
受平衡力
作用,运动状态
不改变
。
F
<
G
运动和力的关系
1
、力是
改变物体运动状态的原因
;
2
、物体的运动
不需要力
来维持;
不受力或受平衡力
3
、物体静止或匀速
4
、物体受平衡力
5
、物体受非平衡力
静止或匀速直线
运动状态改变
6
、运动
状态改变
,
一定有力
作用在物体上,
并且是不平衡的力;
7
、
有力作用
在物体上,运动状态
不一定
改变;
练习
1
:请画出下图中物体受力的示意图,
并分析物体是否受到平衡力,哪一对力是二力平衡。
1
)静止在桌面上的茶杯。
2
)匀速运动的拖车。
【
二力平衡的条件的应用
】
静止在桌面上的茶杯
匀速运动的拖车
拖车受的支持力
N
与重力
G
二力平衡、牵引力
F
与阻力
f
二力平衡
杯子受的支持力
N
与重力
G
二力平衡
G
F
悬挂着的电灯
受平衡力作用处于静止状态
F=G
电灯受的拉力
F
与重力
G
二力平衡
1
、利用二力平衡的条件来判断
两个力是否平衡
两个力是否“同体”
是
否
排除
状态法
条件法
静止?匀速?
等大?反向?共线?
巧记:
二力若平衡,物体处于两状态,
匀速或静止
。
二力平衡条件的应用
G
F
已知物体受力
已知物体状态
已知拉力大小
可求重力大小
二力平衡条件
测力计的示数等于物体的重力
巩固练习
1
.下列情况,哪一对是平衡力?( )
F
1
=5
N
F
2
=5 N
A
F
1
=3 N
F
2
=5 N
B
F
1
=5 N
F
2
=5 N
C
F
1
=5 N
F
2
=5 N
D
D
V
在平直公路上匀速行使的汽车受到几对平衡力的作用?为什么说它们是互相平衡的?在乙图上画出汽车受力的示意图。
G
F
支
F
牵
F
阻
自我测评
4
一个重为
G=2
牛的木块静止在水平桌面上
,
求桌面对木块的支持力
.
解
:
因为木块静止
所以支持力和重力为一对平衡力
因为
G=2N
、方向竖直向下
所以
F
支
=2
牛、方向
竖直向上
F
支
G
放在水平桌面上的木块处于静止状态,下列各对力中是平衡力的是 ( )
A
、木块的重力和木块对桌面的压力
B
、木块对桌面的压力和桌面对木块的支持力
C
、木块的重力和桌面对木块的支持力
D
、木块的重力和木块对地球的吸引力
C
2
.起重机以
1 m/s
的速度匀速吊起一个重物,钢丝绳对重物的拉力是
6 000 N
。若起重机吊着这个物体以
2 m/s
的速度匀速下降,这时钢丝绳对重物的拉力是( )。
A
、
12 000 N B
、
6 000 N C
、
3 000 N D
、无法判定
B
3
.物理书放在水平桌面上,下列属于平衡力的是( )。
A
.物理书所受的重力与物理书对桌面的压力
B
.物理书对桌面的压力与桌面对物理书的支持力
C
.物理所受的重力与地面对桌子的支持力
D
.物理书所受的重力与桌面对物理书的支持力
G
F
D
考考你
下列四图哪些反映了二力平衡
( )
乙、丙
哪个拉力大?
静止
V
=5
米
/
秒
V=1
米
/
秒
匀速
匀速
G
G
G
如图,一木块做匀速直线运动,第一次速度小,第二次速度大,比较二次的拉力大小
.
F
摩
F
拉
两次拉力相等
1
、下列关于二力平衡的说法中,正确的是( )
A
、一个物体受到两个力的作用,若处于匀速直线运动状态,这两个力一定平衡
B
、做匀速直线运动的物体,一定是受到平衡力作用的缘故
C
、如果一个物体受到一对平衡力的作用,那么这个物体一定处于静止状态
D
、一个物体受到一对平衡力的作用,如果其中一个力消失,则另一个力也随之消失
随堂练习
A
C
3
、下列各物体中,受力不平衡的物体是( )
D
、在平直铁轨上匀速直线行驶的火车
A
、地球同步卫星
B
、匀速竖直上升的直升飞机
C
、静止在水平桌面上的课本
D
、书受到的重力和桌面受到的重力
2
、一本书放在水平桌面上,下列各对力中哪一对力能够相互平衡?(
)
A
、书对桌面的压力和桌面对书的支持力
B
、书受到重力和书对桌面的压力
C
、书受到的重力和桌面对书的支持
A
※5
、为了搞班会活动,需要把讲台暂时移动一下。甲同学去推讲台,但没有动,他回忆起课堂上讲过的科学知识,一下子产生了下列四种想法,其中正确的是( )
A
、摩擦阻力大于推力
B
、摩擦阻力等于推力
C
、摩擦阻力小于推力
D
、条件不足,无法判断
4
、茶杯重
2 N
,放在水平面上静止不动,茶杯受到桌面的支持力的大小是
,方向
向上。
2 N
竖直
B
跳伞运动员及携带物品总重力为
800
牛,从高空竖直下落过程中,开始阶段速度越来越大,则此时他所受空气阻力
(填“>”、“<”或“=”,下同)
800
牛;后来匀速下落,匀速下落时所受的空气阻力
800
牛。
考考你
<
=
起重机以
1m/s
的速度匀速吊起一个重物,钢丝绳对重物的拉力是
6000N
。若起重机吊着这个物体以
2m/s
的速度匀速下降,这时钢丝绳对重物的拉力是 ( )
A
、
12000N B
、
6000N C
、
3000N D
、无法判定
B
※7
、如图所示,用两根细绳分 别系住甲、乙两个相同的物体, 让它们在竖直方向上运动,甲 物体以
v
1
=2
米
/
秒的速度匀速 下降,此时绳的拉力为
F
1
;物 体乙以
v
2
=4
米
/
秒的速度匀速上升,绳的拉力为
F
2
,则
F
1
与
F
2
的大小关系是( )
A
、
F
1
=F
2
B
、
F
1
=2F
2
C
、
2F
1
=F
2
D
、
F
1
=4F
2
乙
v
2
F
2
甲
v
1
F
1
A
6
、如图所示,是工厂里经常使用的生产流水线示意图,工人坐在流水线旁,上一道工序完成的工件通过流水线送到下一道工序的工人面前。流水线始终在匀速移动。工件在流水线上匀速移动时,在水平方向( )
A
、受到向右的摩擦力
C
、受到向左的摩擦力
B
、不受任何力
D
、受到的是平衡力
B