第2章第4讲二力平衡（原卷版）.docxVIP

八年级科学上册重点专题讲学练

第2章力与空间探索

第4讲二力平衡

总体构架

平衡状态平衡力

探究二力平衡的条件

二力平衡条件的应用

二力平衡条件的复杂应用——由运动状态及力

区分平衡力与相互作用力

判断二力是否为平衡力——状态分析法

探究二力平衡的条件——控制变量法

找平衡力

二力平衡条件的应用——由力及运动状态

根据物体平衡状态——画力的示意图

一、平衡状态平衡力

1.平衡状态

实例

悬挂的吊灯

桌面上的花瓶

匀速下降的降落伞

匀速直线行驶的列车

分析

受力

竖直向下的重力和吊绳对它竖直向上的拉力

竖直向下的重力和桌面对它竖直向上的支持力

竖直向下的重力和空气对它竖直向上的阻力

竖直向下的重力、轨道对它竖直向上的支持力、向前的牵引力和向后的阻力

所处

状态

静止

静止

匀速直线运动

匀速直线运动

物体受到几个力作用时，如果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。

2.平衡力

如果一个物体在几个力的作用下处于平衡状态，我们就说这几个力是平衡力。

3.二力平衡

当一个物体在两个力的作用下处于平衡状态，我们就说这两个力相互平衡，或者说这两个力是一对平衡力。

4.物体受平衡力与物体不受力的区别

（1）从运动状态上看，物体受平衡力与不受力是等效的，物体都将处于静止或匀速直线运动状态。

（2）从物体是否发生形变来看，物体受平衡力会发生形变，物体不受力不会发生形变。

【特别提示】平衡力至少是两个或两个以上的力，一个力不可能是平衡力。

【深度理解】物体受平衡力作用时，几个力的作用效果相互抵消，相当于不受力，所以受平衡力作用的物体运动状态不变。

【例1】下列物体，受力平衡的是（）

A.自由下落的苹果B.加速上升的火箭

C.匀速上升的电梯D.圆形轨道上匀速转动的木马

【易错警示】速度为零的物体不一定处于平衡状态。如，将物体以一定的速度竖直上抛，当它到达最高点时，速度为零，但它只受一个重力作用，它受力不平衡，不是处于平衡状态。

【深度理解】物体处于平衡状态的另外两种表述：一是物体的运动方向和速度大小保持不变；二是物体的运动状态保持不变。

二、探究二力平衡的条件

1.提出问题：二力平衡时，这两个力有什么关系？二力平衡的条件是什么？

2.实验思路

要想找到物体在两个力作用下处于平衡状态时两个力之间的关系，应该想办法在物体上施加两个力使物体平衡，然后在物体平衡时测量这两个力的大小，并分析这两个力之间存在怎样的关系。

3.实验过程

（1）把小车放在光滑的水平桌面上，向挂在小车两端的托盘里加砝码。实验装置如图所示。

（2）用手按住小车不动，在两托盘里加质量不相等的砝码，放手后观察小车运动状态的变化。

（3）用手按住小车不动，在两托盘里加质量相等的砝码，放手后观察小车运动状态的变化。

（4）在两托盘里加入质量相等的砝码，用手旋转小车至某一角度后释放，观察小车运动状态的变化。

实验条件和记录如下表。

小车在水平方向所受二力的情况

小车运动状态是否改变

大小

方向

是否在一条直线上

不相等

相反

是

是

相等

相反

是

否

相等

相反

否

是

……

【实验技巧】①选用小车而不用木块进行实验，是为了减小与桌面间的摩擦阻力，有利于得出正确的结论。②为了减小小车与桌面间的摩擦阻力对实验的影响，应选用光滑的桌面进行实验，同时小车的质量应尽量轻。③小车两端悬挂的钩码数量应多一些，使两边的力尽量大一些，以削弱摩擦阻力的影响。

4.实验结论

作用在同一个物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡。这就是二力平衡的条件。简记为“同体、等大、反向、共线”。

5.实验拓展

实验中，没有验证“二力作用在同一物体上”这一条件，如何设计实验验证“两个力作用在同一物体上”这一条件？

【特别提示】判断两个力是不是一对平衡力时，首先要看这两个力是不是作用在同一个物体上。这个条件非常重要，做题时容易被忽略。

6.实验改进

（1）如图所示，利用一个拼接成的小车，将其分开，发现小车的两部分分别向两边加速运动，不能保持平衡状态，由此可证明一对平衡力作用在同一个物体上。

（2）如图所示，将处于平衡状态的卡片从中间剪开，在剪开的瞬间卡片不能保持平衡，由此可验证一对平衡力作用在同一物体上。

【归纳掌握】平衡力与相互作用力的相同点和不同点：

平衡力

相互作用力

不同点

作用在同一物体上

分别作用在不同物体上

不一定同时产生、同时消失

同时产生、同时消失

不一定是同性质的力

一定是同性质的力

相同点

大小相等、方向相反、作用在同一直线上

【例2】用如图甲所示的装置探究“二力平衡的条件”。

（1）在制作卡片时，小明认为卡片的重力一定要很小，而小华则认为，卡片重力不一定要很小，可以通过增大钩码的重力