《二力平衡》
一、学习目标
1．知道平衡状态；能够根据物体的运动状态，分析物体受力情况。
2．知道平衡力的概念，能够探究、理解二力平衡的条件。
二、重点、难点
总结二力平衡的条件和用二力平衡的条件解决简单的问题。
三、复习巩固
1．一切物体在没有受到力的作用时，总保持___________或_____________。
2．如果一个力产生的效果跟两个力共同作用产生的效果相同，这个力叫做那两个力的____，作用在一个物体上同一条直线上的两个力，大小相等，方向相反，则这两个力的合力为____。
3．地球上的物体由于受到地球的吸引，都受到____力的作用，它的方向是___________。
4．力的作用效果是：力可以改变物体的 ，也可以改变物体的 。
四、自主学习：
（一）平衡状态
问题
1．观察上图：匀速直线运动的小车和处于静止状态的花瓶：请回答，汽车与花瓶在竖直方向上受到了哪些力的作用？在这些力的作用下，汽车和花瓶处于 状态或 状态，则这几个力相互 ，物体处于 状态。
2．判断下列物体处于平衡状态的是( )
A．放在桌面上静止的书；B．空中盘旋的老鹰；C．做匀速圆周运动的小球；D．正在起步的汽车；E．匀速上升的电梯；F．匀速竖直下落的跳伞运动员；H．正在进站的火车。
（二）二力平衡的条件
问题
3．实验设计讨论：
（1）需要选什么器材？
（2）如何改变小车两端拉力的大小？
（3）如何改变小车两端拉力的方向？
（4）如何根据小车的状态来判断“二力平衡”？
4．木块两端细线悬挂重量相同的钩码，木块能否平衡，依据是什么？木块两端细线悬挂重量不同的钩码，木块能否平衡？将木块两端细线挂到同一边，木块又能不能平衡，现象是什么？把木块扭转一下，使两个力的作用线不在同一直线上，木块能否平衡？重新平衡后，两力的方向有什么特点？
5．你能总结出“二力平衡”的条件吗？
6．本实验中，对该装置有没有要改进的地方？
（三）二力平衡的应用
问题
7．受两个力的物体，如果处于静止状态或匀速直线运动状态，则这两个力有什么特点？
8．如果两个力为平衡力，则物体的运动状态会发生改变吗？“力一定会改变物体的运动状态”这句话对吗？
五、自主小结
1．请同学们在根据本节课所学，对比“二力平衡”与“作用力与反作用力”
比较
二力平衡
相互作用力
相同点
（1）大小
（2）方向
（3）是否共线
不同点
（1）是否同体
（2）同时性
一个力消失，另一个力
同时
2．在本课学习中运用什么学习方法？
六、随堂检测
1．下列受到平衡力的物体（ ）
A．平直公路上加速行驶的汽车。
B．正在刹车的汽车
C．用细线系住一个小球使其做匀速圆周运动
D．静止在桌面上的粉笔盒
2．重50N的物体在10N的水平推力的作用下保持静止，则重物所受阻力的大小是（ ）
A．10N B．40N C．50N D．60N
3．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
4．一个物体同时受到两个力的作用，若这两个力的三要素完全相同，那么这两力（ ）
A．肯定是平衡力
B．肯定不是平衡力
C．可能是平衡力
D．条件不足，无法判断
5．正在空中下降的降落伞，若它受到一对平衡力的作用，则它的运动是（ ）
A．匀速直线运动
B．匀速直线运动或静止
C．越来越快的运动
D．越来越慢的运动
6．下列说法正确的是（ ）
A．物体的平衡状态就是指物体处于静止状态
B．相互平衡的两个力，这两个力的三要素可能相同
C．做匀速直线运动的汽车受到的力一定平衡力
D．一个物体受到力的作用，它的运动状态一定改变
7．连同载重共2000N的气球在竖直方向匀速下降，则它在运动中受到空气的阻力为_____N。
8．在探究“二力平衡条件”的实验中：
（1）甲、乙两组同学分别选择器材后，设计组装的实验装置如图所示。老师指出乙组同学选择的器材更加合理，其原因是：________________________________。
（2）在探究力的大小对二力平衡的影响时，并通过调整________来改变F1和F2的大小。
（3）保持F1与F2相等，用手将小车扭转到图中的位置，松手后，小车将无法在此位置平衡。实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须满足哪个条件？___________________________。
随堂检测答案
1．D
2．A
3．B
4．B
5．A
6．C
7．2000
8．（1）小车与桌面间的摩擦力较小，可以忽略不计
（2）改变力的方向 砝码质量
（3）作用在同一条直线上
【解析】由于研究的是二力的平衡条件，实验要求不应该有第三个力，但是物体和桌面之间有摩擦力，为了摩擦力，所以把木块换成小车更合理，通过增减砝码的个数，可以改变小车受到力的大小。把小车旋转一个角度，可以使力不在一条直线上，可以验证不在一条直线上的二力的平衡条件。
基础训练
一、填空题
（易）1．运动的物体不受外力作用时将 ，静止的物体不受外力作用时将_________；物体在平衡力的作用下将 。
（易）2．一瓶矿泉水静止在桌面上，矿泉水受到的重力大小为5N，重力的方向是 ；它受到桌面对它的支持力的大小为 N，方向为 。
（易）3．跳伞运动员和伞的总质量为70kg，张开伞段时间后以5m/s的速度竖直匀速下降，过时运动员（包括伞）受到的阻力为_______N。
（中）4．如图所示，在斯诺克公开赛中丁俊晖在击球。比赛前台球静止在球台上，台球受到的重力和支持力是一对 （选填“平衡力”或“相互作用力”）。击球后，球离开球杆仍能向前运动是由于 的缘故，而球的速度越来越小，是因为受到 的作用。
二、选择题
（易）5．一列火车在平直的铁路上做匀速直线运动，是因为（ ）
A．火车没有受到外力的作用
B．火车受到的牵引力大于它受到的阻力
C．火车受到的牵引力和阻力是一对平衡力
D．火车没有受到阻力
（易）6．下列物体中，受平衡力的是（ ）
A．在水平桌面上静止的文具盒
B．向上抛出的皮球
C．沿滑梯加速下滑的小孩
D．减速行驶的火车
（易）7．如下图所示，下列物体受到两个力的作用彼此平衡的是（ ）
（易）8．下列运动的物体中，受力平衡的是（ ）
A．自由下落的苹果
B．加速上升的火箭
C．沿斜面匀速下滑的木块
D．减速行驶的机车
（中）9．如图所示，教室里悬挂着的吊灯处于静止状态，吊灯所受重力的平衡力是（ ）
A．悬绳对吊灯的拉力
B．天花板对悬绳的拉力
C．吊灯对悬绳的拉力
D．悬绳对天花板的拉力
（中）10．有一茶杯静止在水平桌面上，下列说法正确的是（ ）
A．茶杯受到的重力和茶杯对桌面的压力是一对相互作用力
B．茶杯受到的重力和桌面对茶杯的支持力是一对平衡力
C．茶杯受到的重力和茶杯对桌面的压力是一对平衡力
D．茶杯受到的重力与桌面对茶杯的支持力是一对相互作用力
【答案】
1．作匀速直线运动，保持静止，保持静止状态或匀速直线运动状态
2．竖直向下；5；竖直向上（垂直桌面向上）
3．700
4．平衡力；惯性；摩擦力（阻力或力）
5．C
6．A
7．B
8．C
9．A
10．B
提高训练
一、填空题
（中）1．如图为一只静止在树枝上的布谷鸟，说明它受到的力______平衡力（选填“是”或“不是”）；若布谷鸟的质量为0.1kg，则树枝对它的支持力是_______N。（g=10N/kg）
（中）
2．如图所示，跳伞运动员在从飞机上跳下、降落伞没有打开之前，下落会越来越快，此时运动员受到的阻力 重力；当降落伞打开后，运动员匀速下落时，受到的阻力 重力。（选“大于”、“小于”或“等于”）
（中）
3．张老师用1N的力沿水平方向推一辆在水平桌面上的小车，小车以较慢的速度沿力的方向做匀速直线运动；当他推着小车以较快的速度在水平桌面上沿力的方向做匀速直线运动时，所用的推力应该 1N（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
（中）
4．一氢气球匀速上升时，受到空气的竖直向上的浮力F，重力G和空气阻力f，这些力的关系是 。
二、选择题
（中）5．下列关于运动和力的说法中，正确的是（ ）
A．物体静止不动一定不受力的作用
B．物体做匀速直线运动一定不受力的作用
C．受平衡力作用的物体一定是静止的
D．平衡力不改变物体的运动状态
（中）6．下列说法正确的是（ ）
A．踢出去的足球能继续飞行是因为受到惯性力的作用
B．静止在水平桌面上的书受到的重力和书对桌面的压力是一对平衡力
C．绕地球飞行的飞船受到非平衡力的作用
D．列车匀速运动时，火车头拉车厢的力大于车厢所受的阻力
（中）7．小熊猫能够轻松地倒挂在竹子上，当它倒挂在竹子上静止时，下列说法正确的是（ ）
A．竹子对小熊猫的作用力和小熊猫所受的重力是一对平衡力
B．小熊猫对竹子的作用力和小熊猫所受的重力是一对平衡力
C．小熊猫对竹子的作用力和竹子对小熊猫的作用力是一对平衡力
D．小熊猫很轻，其重力不需要平衡就能静止在空中
（中）8．如图为小明的一辆玩具汽车停在水平路面上，以下属于一对平衡力的为（ ）
A．汽车的重力和路面对汽车的支持力
B．路面对汽车的支持力和汽车对路面的压力
C．汽车的重力和汽车对路面的压力
D．汽车的重力和路面对汽车的阻力
（难）9．频闪摄影是研究物体运动时常用一种实验方法，下图A、B、C、D中分别用照相机拍摄（每0.1S拍摄一次）的小球在不同的运动状态下的照片，其中受到平衡力的作用的是（ ）
（难）10．质量为60kg的张华同学，游览上海东方明珠乘坐观光电梯，若电梯加速上升时对他的支持力是700N，则张华同学所受重力与支持力的合力大小和方向是（g取10N/kg）（ ）
A．1300N竖直向下 B．1300N竖直向上 C．100N竖直向下 D．100N竖直向上
（难）11．重为G的苹果从树上竖直下落，若苹果在空中所受阻力小于G，则苹果在竖直下落过程中受到的合力大小 （ ）
A．等于G B．等于0 C．大于G D．小于G
三、实验题
（中）12．在“探究二力平衡的条件”实验中，小明选择了如图的装置，把小卡片两端细线绕过滑轮，并挂上钩码。
（1）实验中选择小卡片的目的是 （填“考虑”、“不考虑”）小卡片的重力；探究两个力大小关系时，应该观察细线两端所挂钩码的个数。
（2）为了探究两个平衡力是否在同一条直线上，进行如下操作： （填“挤压”、“翻转”或“旋转”）小卡片，松手后观察小卡片是否平衡。
（3）小明利用弹簧测力计代替图中的钩码进行了探究，发现两个力的大小还有较小的差距。你认为形成差距的原因是 （答出一条即可）。
【答案】
1．是 1N
2．小于 等于
3．等于
4．F=G+f
5．D
6．C
7．A
8．A
9．D
10．D【解析】张华同学的重力为：G=mg=60
kg×10N/kg=600N，方向竖直向下；已知支持力为700N，方向竖直向上，则合力为F=700N-600N=100N，方向竖直向上。
11．D【解析】苹果在下落的过程中受到重力和空气阻力的作用，重力是竖直向下的，空气阻力是竖直向上的，两个力的方向是相反的，合力的大小等于它们的差，由于空气阻力小于G，所以苹果在竖直下落过程中受到的合力大小要比G小。
12．（1）不考虑 （2）旋转 （3）测力计未校零 或读数误差
【解析】（1）选用小卡片可以把重力忽略不计，把卡片悬吊起来可以减小卡片运动过程中的摩擦力对实验结果的影响（2）在探究两个平衡力是否在同一条直线上，可以把卡片旋转一个角度，使两个力不在一条直线上。（3）利用弹簧测力计代替图中的钩码进行了探究，发现两个力的大小还有较小的差距，这主要是两个滑轮的摩擦力不一样，测力计没有校零，读数时有误差。
拓展训练
一、填空题
（中）1．吊车吊着质量为2吨的物体：
（1）物体静止不动时，吊车给物体向上的拉力是 N；
（2）物体以1米/秒的速度匀速上升时，吊车给物体向上的拉力是 N；
（3）物体以2米/秒的速度匀速下降时，吊车给物体向上的拉力是 N。
（中）2．如图为一对平衡力与一对相互作用力的维恩图。它们的相同点已标明在两圆相重叠的区域。请你将它们的独有特性(不同点)写在相应圆中重叠区域以外的部分内的横线上。
二、选择题
（中）3．如图所示，一架重型运输直升机在执行救灾任务时，通过钢缆将一质量为9×103kg的物体悬吊着往下放。下列说法正确的是（ ）（g=10N/kg）
A．直升机所吊物体的重量是9×103N
B．直升机所吊物体的力是9×104N
C．物体受到的重力方向是不断变化的
D．物体受到的重力方向是垂直向下的
（中）4．用大小不变的水平力，拉木块沿水平桌面上做匀速直线运动，如图所示。木块在运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．木块对桌面的压力和木块受到的重力是一对平衡力
B．木块受到的拉力等于阻力大小
C．绳对木块的拉力大于桌面对木块的阻力
D．绳对木块的拉力和木块对绳的拉力是一对平衡力
（中）5．下列有关运动和力的关系中，正确说法是（ ）
A．子弹从枪膛射出后能继续前进是因为子弹的惯性大于阻力
B．小张沿水平方向用力推地面上的桌子没推动，是因为他的推力小于桌子受到的阻力
C．一茶杯静止在水平桌面上茶杯对桌面的压力和桌面对茶杯的支持力是一对平衡力
D．在平直轨道上匀速行驶的火车，受到的合力为零
（中）6．如图，小雨用水平力推停在地面上的汽车，没能推动，下列说法中正确的是（ ）
A．小雨推汽车的力等于汽车受到的阻力
B．小雨推汽车的力小于汽车受到的阻力
C．小雨推汽车的力和汽车受到的重力是一对平衡力
D．汽车队地面的压力和汽车受到的重力是一对平衡力
（难）7．如图所示是小明玩手指顶杆游戏时的情景，杆没有倾倒是由于（ ）
A．手指对杆没有力的作用
B．杆所受重力与支持力是一对平衡力
C．指尖受杆挤压发生形变
D．杆与手指间力的作用是相互的
（难）8．把一个重为2牛的苹果竖直向上抛出，苹果在空中受到重力和空气阻力的作用。若苹果在上升和下降过程中所受合力的大小分别为F1、F2 ，则（ ）
A．Fl可能小于F2
B．Fl 可能等于F2
C．Fl一定等于F2
D．F1一定大于F2
（难）9．如图所示，静止在水平路面上的小车，其支架的杆子上固定一铁球，关于杆子给铁球的力的方向，下列说法正确的是（ ）
A．沿杆子
B．垂直于杆子
C．竖直向上
D．沿杆子与竖直方向之间的某一方向
三、实验题
（中）10．在探究“二力平衡的条件”的实验中：
（1）实验装置如图所示。实验目的是探究____________在水平方向上所受两个拉力F1、F2的关系。
（2）实验中，通过调整___________来改变F1和F2的大小。
（3）实验中，保持F1与F2大小相等用手将小车扭转一个角度，松手后，小车将____________________________。
【答案】
1.（1）2×104N（2）2×104N（3）2×104N
2．作用在同一物体上；作用在两个物体上
3．B
4．B
5．D
6．A
7．B【解析】杆没有倾倒，是因为它受到平衡力的作用，即杆所受重力与手指对它的支持力是一对平衡力。
8．D【解析】苹果竖直上升的过程中，重力和阻力方向相同，合力F1等于它们的和；苹果竖直下降的过程中，重力和阻力的方向相反，合力F2等于它们的差，所以F1大于F2。故D正确。
9．C【解析】铁球处于静止状态，受到平衡力的作用，杆子给铁球的作用力与铁球受到的重力构成一对平衡力，所以方向与重力方向相反。
10.（1）静止 （2）钩码个数 （3）转动
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