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第三节 力 的 平 衡
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1.知道平衡力的概念,知道什么是平衡状态;
2.认识在平衡力的作用下,物体保持静止状态或
匀速直线运动状态;
3.通过实验探究,认识二力平衡的条件,理解物
体运动状态改变的原因;
4.会运用二力平衡条件解决简单的实际问题。
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牛顿第一定律的内容是什么?
牛顿第一定律即惯性定律告诉我们,物体在不受外力的
时候会保持静止状态或匀速直线运动状态。
能不能说:凡是保持静止状态或匀速直线运动状态的物
体,都没有受到外力作用呢?
请提问
4
静
止
的
电
灯
G
F
5
N
G
静止放在桌面上的书
6
做匀速直线运动的小汽车
N
G
牵引力阻力
7
起重机匀速吊起货物
G
F
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以上物体受到外力
作用时也能保持静止状态或
匀速直线运动状态,这
与牛顿第一定律矛盾吗?
不矛盾,物体受到的合
力为零时,与不受力的
效果是一样的。
物体在受到两个力(或
多个力)的作用时,如
果能保持静止或匀速直
线运动状态,我们就说
物体处于平衡状态。使
物体处于平衡状态的两
个力(或多个力)叫平
衡力。
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平衡状态 静止状态{匀速直线运动状态
平衡力: 处于平衡状态的物体所受的力。
蛋糕受到重力和支持力的作
用,因为蛋糕静止不动,所
以作用于蛋糕的重力和支持
力是一对平衡力。
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运动员和降落伞受到重
力和空气阻力的作用,
因为跳伞运动员匀速下
降,所以受到的重力和
空气阻力是一对平衡力。
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画出静止在水平桌面上的饮料瓶的受力示意图。
G
F
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如果作用在一个物体上的两个力相互平衡,
则这两个力需要满足什么条件呢?
A.两个力的大小相等、方向相反。
B.两个力在同一直线上,合力为零。
C.两个力作用在同一物体上。
进行实验
怎么知道我们的猜想是否正确呢?
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实验探究:二力平衡的条件
实验器材:轻纸板、钩码、细
线、铁架台
(轻纸板、细线所受的重力不计,
细线和滑轮间的摩擦力不计,空
气阻力不计。)
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实验步骤:
1.在细线的两端悬挂质量相同的钩码。
2.把轻纸板扭转一下,松手。
3.在细线的两端悬挂质量不相同的钩码。
观察:纸板的运动情况(运动、静止)、受力情况(水
平方向上所受力的大小、方向、作用点)
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纸板受到力
的大小
纸板的受
力方向
纸板受力是
否在同一直
线上
纸板是
否平衡
相等 不相
等 相同 相反 是 否 是 否
实验记录表格
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二力平衡的条件
大小相等(等大)
方向相反(反向)
作用在同一直线上(同线)
作用在同一物体上(同物)
彼此平衡的两个力的合力一定为零
四个条件
缺一不可
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用弹簧测力计测量物体重力时,一定要求在物体稳定的
时候读数
实验探究滑动摩擦力与哪些因素有关时要使物体在水
平方向做匀速直线运动
二力平衡条件的应用
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实际上物体不受力的情况是没有的,我们平常看到的物
体保持静止或匀速直线运动状态情况都是因为物体受平
衡力的缘故.
力与运动的关系
受力情况 运动状态 运动情况
不受力 运动状态
不改变
静止或匀速直线
运动状态受平衡力(合力=0)
受非平衡力 运动状态改变 变速运动
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G
F=? N=?
G
牵引力阻力=?
在平直公路上做匀速
直线运动的汽车
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F =?
G =100N
匀速直线
下降
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例:质量是50 g的灯泡悬挂在电线上静止不动,电线对灯
泡的拉力是多大?方向如何?
分析:以灯泡为研究对象,进行受力分析,灯泡受到竖直
向下的重力和电线对它的竖直向上的拉力,在这两个力的
作用下处于静止状态,那么这两个力就是一对平衡力,由
平衡力条件可知这两个力大小相等、方向相反,从而可以
求出拉力的大小和方向。
解:已知灯泡的质量m=50 g=0.05 kg,由G=mg,即可求出灯
泡的重力G=0.05kg×9.8N/kg=0.49N,又因拉力F=G,所以
F=0.49N。
答:电线对灯泡的拉力为0.49N,方向竖直向上。
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例题 静止在水平桌面上的一个物体,下面哪
两个力是平衡力( )
A.物体对桌面的压力和物体所受的重力
B.物体对桌面的压力和物体所受的支持力
C.物体所受的重力和支持力
D.物体所受重力和地面对桌子的支持力
C
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平衡力与相互作用力的异同:
相互作用力
(1)作用在两个物体上
(2)大小相等
(3)方向相反
(4)作用在同一直线上
平衡力
(1)作用在同一物体上
(2)大小相等
(3)方向相反
(4)作用在同一直线上
不同点:作用物体不同
相同点:等大、反向、同线
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1.下列哪组中的两个力相互平衡( )
A B
C
F1=5 N
F2=5 N
F1=5 N
F2=5 N
F1=5 N F2=3 N F1=5 N F2=5 N
B
D
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2.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
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3.用手握住酒瓶,酒瓶不会掉下来的原因是( )
A.手握酒瓶的力大于酒瓶受到的力
B.手对酒瓶的压力与酒瓶受到的重力相平衡
C.手对酒瓶的摩擦力与酒瓶受到的重力相平衡
D.手对酒瓶的摩擦力大于酒瓶受到的重力
C
10 N
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5.如图,一木块在同一平面上做匀速直线运动,第
一次速度小,拉力为F1,第二次速度大,拉力为F2.
这两次拉力的大小关系是F1_____F2 。等于
f F
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B
6.一个小球重2 N,沿右上方45°角做匀速直线运动则
小球受力示意图正确的是( )
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解:已知水滴的质量m=0.01 g=1×10-5 kg,
由于G=mg=1×10-5 kg×9.8 N/kg=9.8×10-5 N,
又因水滴在空中匀速直线下落,处于平衡状
态,受到平衡力,所以空气阻力的大小等于重力大小。
方向竖直向上。
答:水滴受到的空气阻力大小为9.8×10-5 N,方向竖直向
上。
7.质量m为0.01 g的一滴水在空中匀速直线下落,它受到空
气阻力的大小为多少N? 方向如何?
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8.质量为5 t的汽车,在平直的公路上匀速前进,汽车受
到几个力?若它所受到的阻力是车重的0.05倍,求汽车发
动机的牵引力。
2 450 N
G
N
Ff
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9.有一重为9.8 N的木块,在水平桌面上滑动时受到0.2 N
的摩擦力,要使它在水平面上做匀速直线运动,所受的
水平拉力是______N;要使它在竖直方向上匀速上升,则
在竖直方向上的拉力又是______N。
0.2
9.8
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2.二力平衡条件
静止状态
匀速直线运动状态
受力为
平衡力
平衡
状态
1.二力平衡
3.二力平衡条件的应用
作用在一个物体上的两个力大小相等,方向相反,
作用在同一条直线上(等大、反向、同线、同物)
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成功=艰苦劳动+正确方法+少说空话
——爱因斯坦