
知識(shí)回顧:牛頓第一定律:一切物體在沒有受到力的作用時(shí),總保持 靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
思考:當(dāng)物體在受力時(shí),是否也能夠保持平衡狀態(tài)?
平衡狀態(tài):指物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。平衡力: 當(dāng)物體處在平衡狀態(tài)時(shí),受到的力是平衡力。
3個(gè)力,4個(gè)力等物體都可以保持平衡狀態(tài),初中階段只學(xué)習(xí)最簡(jiǎn)單的一種平衡,二力平衡。但一個(gè)力時(shí)物體不會(huì)平衡。
平衡狀態(tài)下力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系
二力平衡:一個(gè)物體在兩個(gè)力的作用下,如果保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),則這兩個(gè)力相互平衡,簡(jiǎn)稱二力平衡。思考:這兩個(gè)力需要滿足什么條件才能二力平衡?
兩個(gè)力作用同在一條直線上
兩個(gè)力作用在同一物體上
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想:二力平衡狀態(tài):包括靜止?fàn)顟B(tài)和勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),實(shí)驗(yàn)中以靜止?fàn)顟B(tài)作為二力平衡的標(biāo)志,即探究使小車處于靜止?fàn)顟B(tài)的條件。
探究二力平衡時(shí)兩個(gè)力大小關(guān)系
a.在小車左端放一個(gè)砝碼,右端放兩個(gè)砝碼,小車由靜止開始向右運(yùn)動(dòng);
b.在小車左右兩邊各放一個(gè)砝碼,放手后小車保持靜止;
備課反思:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路改變兩個(gè)力大小,設(shè)置兩組實(shí)驗(yàn),其中一組兩個(gè)力大小相等,另外一組兩個(gè)力大小不等,觀察在哪一組中小車處于平衡狀態(tài),那么這兩個(gè)力的關(guān)系就是二力平衡中二個(gè)力的關(guān)系。問題:實(shí)驗(yàn)中物體處于平衡狀態(tài)的依據(jù)。小車處于靜止?fàn)顟B(tài)是否可以以勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)作為平衡的依據(jù)?不可以,因?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不好把握。
c.在b的基礎(chǔ)上把小車扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度,使兩個(gè)力不在同一直線上,再釋放小車,觀察小車的運(yùn)動(dòng)情況;
探究二力平衡時(shí)兩個(gè)力是否需要在同一直線上
備課反思:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路改變兩個(gè)拉力的方向,觀察小車是否處于平衡狀態(tài),若小車能處于平衡狀態(tài),則說明二力平衡時(shí)兩個(gè)不一定需要在同一直線上。當(dāng)兩個(gè)力相同時(shí),物體處于平衡狀態(tài),說明二力平衡條件:兩個(gè)力作用在同一直線上。
d.在a的基礎(chǔ)上將兩托盤放在小車的同側(cè),并放上質(zhì)量相等的砝碼,使兩個(gè)力的方向相同,觀察小車的運(yùn)動(dòng)情況。
探究二力平衡時(shí)兩個(gè)力的方向是否需要相反
兩個(gè)力方向相反在前面已經(jīng)得到證實(shí),再看看兩個(gè)力方向相同時(shí),是否滿足二力平衡,通過實(shí)驗(yàn)可得到,不滿足二力平衡條件,因此只有方向相反才是二力平衡的條件。
e.將放有相同質(zhì)量的砝碼的托盤掛在兩輛小車的兩側(cè)上,觀察小車運(yùn)動(dòng)情況。
探究二力平衡時(shí)兩個(gè)力是否需要作用在同一物體上
作用在同一物體上的兩個(gè)力,如果大小相等、方向相反,并且在同一條直線上,這兩個(gè)力就彼此平衡。
簡(jiǎn)記:同體、等大、反向、共線。
(1)實(shí)驗(yàn)中如何改變小車所受拉力大???答:改變砝碼數(shù)量。(2)實(shí)驗(yàn)中把小車扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度的目的是什么?答:探究二力平衡時(shí)兩個(gè)力是否需要再同一直線上。(3)實(shí)驗(yàn)中可以用木塊代替小車嗎?請(qǐng)說明理由。答:不可以。小車與桌面之間摩擦更小,實(shí)驗(yàn)誤差小
(4)實(shí)驗(yàn)中判斷小車處于平衡狀態(tài)的標(biāo)志是什么?能否使小車處于勻速直線運(yùn)動(dòng)來(lái)作為小車處于平衡狀態(tài)的依據(jù)?答:小車處于靜止?fàn)顟B(tài)。不能以勻速直線運(yùn)動(dòng)作為平衡狀態(tài)的依據(jù),因此勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難以控制。(5)實(shí)驗(yàn)中誤差來(lái)源,如何減小實(shí)驗(yàn)誤差?答:車輪與桌面之間的摩擦。換用更光滑的桌面,同時(shí)換用質(zhì)量更大的砝碼,減小摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)影響。
為了消除小車車輪和木板之間的摩擦帶給實(shí)驗(yàn)的影響,將實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)成如圖所示的形式,將系于小卡片(重力可忽略)兩對(duì)角線分別跨過左右支架上的滑輪,在細(xì)線的兩端掛上鉤碼,來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究二力平衡的條件。
二力平衡條件的應(yīng)用①根據(jù)物體處于靜止?fàn)顟B(tài),或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),可以分析出作用在物體上的力的大小和方向;②根據(jù)物體的受力情況判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).
平衡狀態(tài) 平衡力非平衡狀態(tài) 非平衡力
靜止?fàn)顟B(tài)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
加速、減速曲線(圓周)運(yùn)動(dòng)
一輛小車受到50 N的拉力和30 N的阻力,車怎樣運(yùn)動(dòng)?
【例題1】在下列事例中,受平衡力作用的物體是 ( )A.正在圓形軌道上運(yùn)動(dòng)的過山車 B.減速進(jìn)站的火車C.騰空而起正在加速上升的火箭 D.在馬路上勻速直線行駛的汽車
平衡力與相互作用力關(guān)系
同體、等大、反向、共線
一對(duì)平衡力和相互作用力關(guān)系
相互作用力:等大 反向 共線 異體
一對(duì)平衡力:等大 反向 共線 同體
1.下列哪組中的兩個(gè)力相互平衡( )
2.用彈簧測(cè)力計(jì)兩次拉動(dòng)重為G的物體豎直向上運(yùn)動(dòng),兩次運(yùn)動(dòng)的S-t的圖像如左圖所示,其對(duì)應(yīng)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)分別為F1、F2則F1、F2,的大小關(guān)系是( )A.F1F2D.以上三種情況都有可能
3.有甲、乙兩個(gè)物體,在力的作用下沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)。其V-t圖像如圖所示。由圖可知,兩物體運(yùn)動(dòng)過程中水平方向的受力情況是( )A.兩物體都受平衡力作用B.兩物體都不受平衡力作用C.甲受平衡力作用,乙受不平衡力作用D.甲不受平衡力作用,乙受平衡力作用
4.如圖所示,靜止在水平路面上的小車,其支架的桿子上固定一鐵球,關(guān)于桿子給鐵球的力的方向,下列說法正確的是( )A.沿桿子B垂直于桿子C.豎直向上D.沿桿子與豎直方向之間的某一方向
5.如圖所示,在光滑水平地面上,一物體受到拉力F的作用做勻速直線運(yùn)動(dòng),拉力F的方向(不考慮其他阻力作用)( )
6.長(zhǎng)方體木箱放在水平地面上,木箱上放一木 塊,則下列分析正確的是( )A.木箱受到的重力和地面對(duì)木箱的支持力是一 對(duì)平衡力B.木箱對(duì)木塊的支持力和木塊對(duì)木箱的壓力是 一對(duì)平衡力C.木箱對(duì)地面的壓力和地面對(duì)木箱的支持力是 一對(duì)相互作用力D.地面對(duì)木箱的支持力和木塊對(duì)木箱的壓力是 一對(duì)相互作用力
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