二力平衡
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二力平衡定义
二力平衡是指物体姿态的改变,既可以由外力而造成,也可以由内力而造成,使其平衡状态能够稳定保持,防止发生小幅度的摆动、移动甚至倒塌受损。
它是
力学、物理的基本概念,是重力,磁力等自然作用的重要原理。
一、二力平衡的定义
二力平衡是指物体姿态的改变,既可以由外力而造成,也可以由内力而造成,使其平衡状态能够稳定保持,防止发生小幅度的摆动、移动甚至倒塌受损,是力学、物理的基本概念,是重力、磁力等自然作用的重要原理。
二力平衡,也称作惯性平衡,又称为力学平衡,是指施加在空间中的两组力,当这两组力的合力矢等于零,物体仍能保持原来的姿态时,则称这种状态为二力平衡。
二、二力平衡的原理
二力平衡的原理是物体间互相施加的力经过一定的相互协调与平衡,以使其姿态稳定,在失去外力作用的条件下,仍能保持原先的姿态,而不再发生移动或摆动,这就是二力平衡的原理。
三、二力平衡的博弈论
二力平衡博弈是研究当一个或多个个体在内力、外力和博弈论中决策的一个重要概念,并且可以应用于市场研究、投资策略、业务策略以及其他多种经济行业的决策分析。
该理论的根本思想是,在面对均衡的力量下,两个或多个个体或团体可以通过不断制定艰难的策略、利用博弈策略绑定对手,从而达到更优等结果。
四、二力平衡的应用
二力平衡的应用范围十分广泛,它可以应用到机械结构中,用于分析各种支撑结构的安全性;可用于支架结构设计;也可以用于汽车工程中,对悬挂系统进行研究;在石油工程施工时可用于分析建筑物结构的安全性,以及动力和静力的分析等。
二力平衡的定义和条件
二力平衡指的是一个物体在受到两个力的作用下静止或匀速直线运动
的状态。
在物理学中,二力平衡是一个重要的概念。
在此,我们将介
绍二力平衡的定义和条件。
一、二力平衡的定义
二力平衡指的是物体在受到两个平衡力的作用下,处于静止状态或匀
速直线运动状态。
简单来说,物体不会朝任何一个方向加速运动,因
为两个力的大小和方向彼此抵消。
二、二力平衡的条件
在一个物体受到两个力作用下,达到二力平衡的状态,必须满足以下
两个条件:
1.两个力的合力为零:
当两个力的大小和方向分别为F1和F2时,它们的合力表示为F=F1+F2。
如果合力为零,则物体不会加速运动。
2.两个力的作用线共线:
两个力的作用线应该在同一条直线上,否则物体不仅会产生平动,还
会产生转动。
三、二力平衡的应用范围
二力平衡的应用范围非常广泛,尤其在静力学中应用最为广泛。
例如,
在建筑工程中,钢筋混凝土构件的计算中必须考虑二力平衡。
适当地应用二力平衡原理,可以使构件受力均匀、安全可靠。
另外,在机械加工中,二力平衡也是一个非常重要的概念。
例如,在车削处理中,对于旋转加工的零件,必须通过刀具与工件的磨擦力和压力来保证加工的平面质量。
总的来说,二力平衡在物理学和工程学中都是非常重要的基础概念,应用广泛,是各个领域工作者所必须掌握和运用的技术。
初中物理知识点之二力平衡有哪些初三物理的成绩对中考至关重要,初三物理看似很难但大部分都是基础类知识。
我们在学习的时候以基础为主,灵活运用物理的基本概念和公式。
下面是小编给大家带来的初中物理知识点之二力平衡,欢迎大家阅读参考,我们一起来看看吧!初中物理知识点:二力平衡的定义及条件定义:物体在两个力作用下保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这两个力平衡.◎ 二力平衡的定义及条件的知识扩展(1)定义: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(同体、等值、反向、共线);(2)彼此平衡的两个力的合力为零。
二力平衡的条件:同物:两个力作用在同一物体上等值:两个力大小相等反向:两个力方向相反共线:两个力在同一直线上说明:①二力平衡时要求四个条件同时具备,缺一不可。
②判断二力是否平衡既可用二力平衡条件来判断,也可根据物体是否处于平衡状态来确定受到的力是否平衡隐含“二力平衡”的变形题:考查二力平衡与平衡状态的试题很多,形式变化多样,有一些条件很直接,而有时具有隐蔽性,但始终遵循平衡力和平衡状态的对应关系,准确把握这一关系,适应多变题型。
题型多以填空题、选择题的形式出现。
例:如图所示,各用4N的水平力沿相反的方向拉弹簧测力计的两端(弹簧测力计自重不计),则下列说法中正确的是( )A.弹簧测力计的示数为4N,弹簧测力计受的合力为4NB.弹簧测力计的示数为0N,弹簧测力计受的合力为0NC.弹簧测力计的示数为8N,弹簧测力计受的合力为0ND.弹簧测力计的示数为4N,弹簧测力计受的合力为0N解析:本题考查弹簧测力计的原理,弹簧测力计是利用力产生的效果大小来测量力的大小的。
弹簧测力计的构造是弹簧一端固定(与挂环相连的一端),叫做固定端;另一端与挂钩相连,叫做自由端。
测量时,使固定端不动,拉力拉挂钩使弹簧伸长,拉力越大,弹簧伸长就越长,弹簧测力计的示数就越大,也就是说,弹簧测力计指针的示数等于作用在挂钩上的拉力的大小,是一端的力的大小,而不是两端的受力之和所以在本题中弹簧测力计的示数是4N。
9.1二力平衡【基础知识精讲】1.二力平衡物体在两个力作用下,物体的运动状态不发生改变,即物体保持静止或匀速直线运动状态,那么这两个力是平衡的.也就是说,它们是一对平衡力.挂在天花板下的吊灯,受到重力与绳子向上的拉力,吊灯静止,所以作用在灯上的二力是平衡的.2.二力平衡的条件当物体受到两个力作用而平衡时,这两个力的关系必然是:(1)作用在同一物体上;(2)大小相等;(3)方向相反;(4)在同一条直线上.即二力平衡的条件是同体、等值、反向、共线,四者缺一不可.3.物体在平衡力下的运动当物体受平衡力作用的时候,它们的合力为零,此时物体就会保持静止或匀速直线运动.如果物体处于静止或匀速直线运动状态,则它通常是受平衡力的作用.【重点难点解析】本节内容的重点知识是二力平衡的条件,难点是一对平衡力与一对相互作用力的区别.例1.如下图所示,哪个物体受到的两个力是彼此平衡的?解析:根据二力平衡的条件——同体、等值、反向、共线,四者不可缺一可知:图(A)中二力不同体,不能平衡;图(C)中的二力不共线,不能平衡;图(D)中的物体,二力不等值,不能平衡.只有图(B)中的物体受力情况满足二力平衡的四个条件,因此能平衡.例2.放在水平桌面上的墨水瓶处于静止状态,下列几对力中,属于平衡力的是( )A.墨水瓶所受的重力和桌面对它的支持力B.墨水瓶所受的重力和它压桌面的力C.黑水瓶所受的支持力和它压桌面的力D.墨水瓶所受的支持力和桌子所受的重力解析:B选项中墨水瓶所受重力受力物体墨水瓶,而它压桌面的力,受力物体是桌面,这是一对相互作用力不是平衡力,因此是错误的.C选项和D选项都是同样的错误.A选项中,墨水瓶受重力,施力物体是地球,受力物体是墨水瓶,桌面对墨水瓶的支持力,施力物体是桌面,受力物体是墨水瓶,这一对力的受力物体是同一个物体,墨水瓶受到这一对力作用处于静止状态,所以这一对力是平衡力.答案选A.例3.吊车吊着质量为3t的集装箱以0.3m/s的速度匀速上升,吊车要给集装箱多大的拉力?如果集装箱以0.4m/s的速度匀速下降,吊车要给集装箱多大的力?解析:集装箱受到重力和吊车的拉力情况如图所示.集装箱做匀速直线运动,是处于平衡状态,因此可以判断,受到的两个力是平衡力,根据质量与重力关系求出集装箱受到的重力,再根据两个力的平衡关系求出拉力.G=mg=3000kg×9.8N/kg=29400N,由于F与G是平衡力,故F=G=29400N,即吊车给集装箱的拉力大小是29400N.题中不需要考虑集装箱的运动方向和速度大小,是因为不论速度大小方向如何,只要是做匀速直线运动,其状态都一样属于平衡状态.根据物体平衡状态的性质,就能判断物体所受的两力是平衡力.【难题巧解点拨】例1.一本书放在水平桌面上并处于静止状态.下列说法中正确的是( )A.桌面对书的支持力与书对桌面的压力是一对平衡力B.书本对桌面的压力与书受到的重力是一对平衡力C.桌面对书的支持力与书受到的重力是一对平衡力D.桌面对书的支持力与桌面受到的重力是一对平衡力解析:正确对物体进行受力分析,并根据二力平衡进行判断,其中正确理解二力平衡条件是最根本的.二力平衡条件是作用在同一物体上的两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上.A 中由于忽视了两个力必须同体才可能满足平衡,桌面对书的支持力是作用在书上,而书对桌面的压力是作用在桌面上,二力不同体,因此不可能平衡.B中没有理解二力平衡必须同体,且二力还要反向,这两条件都不满足,因此这两力不可能平衡.D是由于上面所述同样的错误,桌面对书的支持力是作用在书上,桌面受到的重力是作用在桌面上,这两个力不同体,因此不可能平衡.应选C.例2.下列关于运动和力的说法,正确的是( )A.物体静止不动一定是不受力作用B.物体做匀速直线运动一定是不受力作用C.受平衡力作用的物体一定静止D.原来运动的物体,受平衡力作用时,一定做匀速直线运动解析:要判断物体在平衡力作用下是保持静止还是做匀速直线运动,要看物体受平衡力作用前是静止的还是运动的,原因是物体有惯性.物体在不受力或在平衡力作用下,原来静止的静止,原来运动的做匀速直线运动,因此,应选D.例3.一只气球,受到空气的浮力是19.6N,气球下挂着一个质量为2kg的物体(气球自身重力不计),问气球在空中将做怎样的运动?解析:气球的运动状态由受力情况决定.气球受到两个力的作用,空气对它向上的浮力F浮和重物对它向下的拉力F,比较F浮和F的大小可以判断气球做怎样的运动.F浮=19.6N,F=G=mg=2kg×9.8N/kg=19.6N,由于F浮=F,故气球所受空气浮力和物体对它的拉力为平衡力.由此可知,气球处于静止或匀速上升、匀速下降的运动状态.究竟是哪一种,由气球的初始状态决定.所谓初始状态,就是气球一开始的状态.如果一开始是静止的,它将一直保持静止,如果它开始时是向上或向下做匀速直线运动的,那么它将保持向上或向下的匀速直线运动.【课本难题解答】质量0.4千克的电灯悬挂在电线上静止不动,电线对灯的拉力是多大?方向如何?解析:G=mg=0.4kg×9.8N/kg=3.92N,拉力F=G=3.92N,方向与G相反,竖直向上.【命题趋势分析】本节内容常考的知识点是二力平衡条件.它可以选择题、计算题、作图题、填空题等多种形式出现.【典型热点考题】例 1.把电灯用电线吊在天花板上,如下图所示下列几对力中属于“彼此平衡的力”的是( )A.电灯受到重力和电线对灯的拉力B.电灯受到的重力和电灯对电线的拉力C.电灯受到的重力和天花板对灯的拉力D.电灯对电线拉力和电线对灯的拉力解析:平衡力中的两个力的受力物体应是同一物体,A中两个力的受力物体都是电灯,电灯在重力和拉力作用下静止,处于平衡状态,此二力为平衡力;B、C、D中二力的受力者分别是电灯和电线,二力作用在不同物体上,彼此不能平衡.答案:A.例2.直升飞机只受到重力和螺旋桨的举力,飞机总重6000N.当飞机停在空中时,螺旋桨的举力是_______________N;当飞机匀速上升时,螺旋桨的举力_______________;当飞机匀速下降时,螺旋桨的举力将_______________.解析:以飞机为研究对象,飞机只受到重力和举力,飞机在两力的作用下保持静止或作匀速直线运动,这两个力必定是平衡力,根据二力平衡条件,这两个力必定大小相等.所以三种情况下举力都是6000N.答案:6000N、不变、不变.例3.关于力和运动的关系,下列说法正确的是( )A.物体受到力的作用,可以使物体运动状态发生改变或使物体发生形变B.物体的运动状态发生改变时,一定受到力的作用C.物体做匀速直线运动时,一定受到力的作用D.不受力作用的物体,一定是静止的解析:力的作用既不是产生运动,也不是维持物体的运动.力的作用是改变物体的运动状态.物体不受力或受平衡力,物体将保持静止状态或匀速直线运动状态.物体受不平衡力运动状态才会改变,反过来物体运动状态改变,也一定受到不平衡力.答案:A、B【同步达纲练习】1.在弹簧秤下端挂一个重为5N的物体A,则A受到_______________力的作用,力的大小是_______________,方向是_______________;与此同时,A还受到_______________力,且根据_______________知识,可以确定它的大小是_______________,方向是_______________.2.如果不计阻力,直升飞机在匀速上升时,飞机的举力_______________所受到的重力.(填“大于”、“等于”或“小于”).3.在下列各种说法中,正确的是( )A.如果两个力大小相等,方向相反,作用在一条直线上,这两个力一定平衡B.如果两个力平衡,则一定大小相等方向相反,作用在一条线上C.受到平衡力作用的物体一定静止不动D.保持静止的物体所受到的力不一定是平衡力4.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5.一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6.用绳子把重为200N的物体匀速提起,用力的图示法作出物体受到的各力.7.如下图所示的二力______(填“是”或“不是”)平衡力,这是因为_______________.8.在平直公路上做匀速直线运动的汽车,设车重2×104N,所受阻力5×103N,试分析汽车在竖直方向和水平方向上各受到哪些力的作用.对它们的大小、方向分别加以说明,并作出力的示意图.9.用5N竖直向上的力提重为15N的在水平桌面上的物体,物体所受合力为多少?桌面所受到的压力为多少?10.把书放在光滑的斜面上时,书受到几个力的作用?试作出它受力的示意图,并说明这二力是否是一对平衡力?书本能否保持静止或匀速直线运动状态?11.连同载重共2000N的气球在竖直方向匀速下降,它受到的空气浮力为1900N(已知浮力的方向总是竖直向上的),则它在运动中受到空气的阻力为_______________N.若从气球中抛掉一些重物后,气球能以同样大小的速度匀速上升,则抛掉的重物重为_______________N.(设气球所受到的空气的浮力和空气的阻力的大小不变).【素质优化训练】1.下列说法正确的是( )A.物体在平衡力作用下,一定处于静止状态B.物体在平衡力的作用下,不可能静止C.物体在平衡力的作用下,有可能做匀速直线运动D.物体在平衡力的作用下有可能匀速转动2.一飞艇在空中受到最大举力是24500牛,它最多可以吊起质量为2吨重的货物,试求飞艇自身的质量是多少?(g=10牛/千克)3.重10N的小车在水平面上做匀速直线运动,已知它受到的阻力是3N,试求作用在小车上的牵引力是多大?【生活实际运用】1.起重机吊臂下吊一质量为5吨的重物,下列情况下,钢丝绳所受拉力T应为( )A.只有静止时,T=49000牛B.匀速上升时,T>49000牛C.匀速下降时,T<49000牛D.以上三种情况,T都等于49000牛2.跳伞运动员在空中匀速下降的原因是什么?【知识验证实验】弹簧秤的读数是表示弹簧秤受到的拉力的大小,为什么能用弹簧秤测物体的重力?【知识探究学习】甲、乙两队进行拔河比赛,甲队拉绳的拉力为F1,乙队拉绳的拉力为F2,比赛结果是甲队取胜.若忽略绳的质量,甲、乙两队拉力大小的关系如何?参考答案:【同步达纲练习】1.重 5N 竖直向下拉二力平衡 5N 竖直向上2.等于3.B4.A5.B6.如下图所示7.不是两个力不是作用在同一物体上,而二力平衡的条件是同体、等值、反向、共线,四者缺一不可.8.汽车在竖直方向受到重力和支持力两个力作用,汽车在水平方向受到发动机牵引力和地面的摩擦阻力的作用.重力与支持力是一对平衡力,大小相等,方向相反,牵引力与阻力两力平衡,大小相等,方向相反,如下图所示.9.用5N力提15N重物,没提动,物体保持静止,合力为0.物体向上的力与向下的力平衡,向上的力是支持力与拉力,向下的力是重力,所以F拉+F N=G,F N=G-F拉=15N-5N=10N,压力与支持力是相互作用力,压力与支持力大小相等为10N,方向垂直于桌面向下.10.书受到重力和斜面的支持力,如下图所示,重力竖直向下,支持力垂直于斜面向上,这两力从方向的角度看它们不在同一直线上,两力平衡必须满足的条件之一是共线,所以这两力不可能是一对平衡力.书本所受合力不为零,书的运动状态发生改变,因此书不能保持静止或匀速直线运动状态.11.气球匀速下降,气球在受到的重力G与向上的阻力和向上的浮力作用下处于平衡状态,F浮+F阻=G,F阻=G-F浮=2000N-1900N=100N.气球匀速上升,气球在受到重力G′与向下的阻力和向上的浮力而平衡,G′=F浮-F阻=1900N-100N=1800N,故需抛掉的重物△G=G-G′=2000N-1800N=200N.【素质优化训练】1.C2.450kg3.3N【生活实际运用】1.D2.因跳伞运动员在空中匀速下降时受重力与空气阻力的作用,它们是一对平衡力.【知识验证实验】分析与解答:挂在弹簧秤上的重物受到的两个力的作用,一是重力,二是弹簧秤对它的拉力,由于重物在这两个力作用下处于平衡状态,所以这两个力是一对平衡力,根据二力平衡的条件,这两个力大小相等.综上所述,该题答案是:弹簧秤的读数虽然表示的是拉力的大小,但由于拉力与重力大小相等,所以,也可以表示物体重力的大小.。
物理的二力平衡原理物理的二力平衡原理是基础力学中重要的概念,也是力学运用的重要原则之一。
它指出,在平衡时,两个作用在同一物体上的力应该满足方向相反、大小相等的条件,这样才能达到平衡。
接下来,我们将详细阐述物理的二力平衡原理。
第一步,理解平衡。
平衡是指一个物体不动或保持稳定的状态。
这意味着所有的力必须相互抵消,才能达到平衡状态。
当一个物体处于平衡状态时,它的速度为零,而且不会在未来的任何时候移动。
第二步,了解力的基础概念。
力是一个物体发生变化的原因,它是一个矢量量。
力的大小可以通过精密的仪器或计算来测量,也可以通过估算或比较的方式来获得。
第三步,掌握二力平衡原理的基本概念。
除非一个物体受到同样大小、方向相反的两个力,否则它不能处于平衡状态。
这是假定静止物体的重量和重力相等的条件下成立的。
如果一个物体上的两个力不平衡,这个物体将会移动,直到它达到一个新的平衡状态。
第四步,理解物体在水平面上的平衡。
当一个物体在水平面上时,它的重量垂直向下,而水平面则提供了一个向上的力,这个力叫做支持力。
当物体处于平衡状态时,支持力的大小等于物体的重量。
如果支持力小于物体的重量,物体将会下沉。
第五步,掌握物体在斜面上的平衡。
当一个物体放在一个斜面上时,重力被分成两部分:一个垂直向下,另一个沿着斜面。
斜面提供了一个与物体的垂直力相等的力,而且平行于斜面的摩擦力会抵销平行于斜面的重量分量。
斜面和摩擦力的大小影响物体是否保持平衡。
如果斜面太陡,摩擦力不足以抵消重力分量,物体将会向下移动。
总之,物理的二力平衡原理是理解物体运动的关键,它显示了一种状态或平衡,其中两个力互相作用时力量相等并且方向相反。
如果一个物体不受平衡中的两个力的影响,它将开始移动。
这个平衡原则是基础力学中的重要概念,对我们理解物体运动的本质有着重要的帮助。
8.2二力平衡1、几个力平衡:物体在受几个力的作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力是平衡力。
常见平衡力:在粗糙水平面上向右图(1 )图(2)图(3)做匀速直线运动的小车2、平衡状态:物体如果处于静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这个物体处于平衡状态。
3、定义:物体在受到两个力的作用时,如果能保持静止状态或匀速直线运动状态称二力平衡。
4、二力平衡条件:二力作用在同一物体上、大小相等、方向相反、两个力在一条直线上。
可以用八字概括“同物、等大、反向、共线”。
理解:如果一个物体处于平衡状态,只受两个力,则这对力一定是一对平衡力;若一个物体只受一对力且这对力为一对平衡力,则这个物体一定处于平衡状态。
例1:拿在手中的粉笔盒,若受到10N的重力(先受力分析作图),(1)在老师手中静止时,受到老师的力多少N?(2)被拿着1m/s速度匀速上升时,受到老师的力多少N?(3)被拿着10m/s速度匀速上升时,受到老师的力多少N?(4)被拿着12m/s速度匀速下降时,受到老师的力多少N?举一反三:一个电梯里的人重力为500N,(1)在电梯中静止时,受到的重力多少N?(2)在电梯中1m/s速度匀速上升时,受到的重力多少N?(3)在电梯中10m/s速度匀速上升静止时,受到的重力多少N?(4)在电梯中匀速下落时,受到的重力多少N?例2:静止在水平桌面上的讲台,老师若用力向右去推桌子,但未推动,(画出桌子受力示意图)(1)若用5N的力去推桌子,但未推动,是因为推力小于阻力吗?那是因为什么?此时桌子受到的地面阻力多少?(2)若用10N的力去推桌子,桌子未被推动,此时桌子受到的地面阻力多少?(3)若用50N的力去推桌子,桌子未被推动,此时桌子受到的地面阻力多少?5、实验:探究二力平衡的条件【实验设计】在一个光滑的桌面上放一辆小车,小车两端分别用细线拴住,通过定滑轮与等质量的砝码连接,观察小车的运动情况。
把小车转一个角度,过一会儿,松开手,观察小车的运动状态。
第八章第二讲 二力平衡知识要点一、二力平衡物体在受到两个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这两个力彼此平衡 同理,物体在受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力相互平衡。
二、二力平衡的条件通过实验得出,要使受力物体保持静止状态必须满足下列四个条件:①两个力作用在同一个物体上 ②大小相等 ③方向相反 ④作用在同一条直线上如果物体做匀速直线运动,所作用的两个力也应满足以上这些条件二力平衡的条件是:作用在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。
判断时四者同时具备缺一不可。
三、二力平衡的条件的应用①判断物体是否受力平衡②根据一个力的大小方向,确定另一个力的大小方向。
经典例题1.如图所示,哪个图中的两个力是平衡的( )2.下列说法中正确的是( )A .物体的运动状态保持不变,它一定没有宏观世界到外力的作用B .物体受到了力,运动状态一定改变C .在平衡力的作用下,物体一定做匀速直线运动D .物体的运动状态发生改变,它一定受到外力的作用5N A 5N 5N B 5N 5N C 5N5ND 5N3.质量相同的物体甲、乙、丙,甲在拉力1F 作用下以2m/s 的速度匀速上升,乙在拉力2F 作用下以1m/s 的速度匀速下降,丙在拉力3F 作用下恰好静止不动。
不计空气阻力,则1F 、2F 、3F 的大小关系是 。
4.一个重500N 的人站在电梯中,求下列情况下电梯底面对人的支持力大小和方向。
(1)人和电梯一起静止不动;(2)人和电梯一起以1.51-⋅s m 的速度匀速上升;(3)人和电梯一起以2.01-⋅s m 的速度匀速下降。
基础过关1.关于平衡力,下列说法正确的是( )A .物体在平衡力作用下一定保持静止状态 B.物体在平衡力作用下一定处于匀速直线运动状态C .相互平衡的两个力一定是性质相同的力 D.平衡力一定是作用在同一物体上的两个力2.物体受两个力的作用,由下面哪种情况可以判断这两个力一定是一对平衡力( )。
第三章3.5 二力平衡一、教学任务分析《二力平衡》这节的内容涉及到最简单的受力分析和最基本的运动状态分析,它也是将来高中学习多力平衡的基础,因此它是初中物理的学习重点之一。
学习本节内容需要机械运动、物体运动状态的改变、力、力的作用效果等知识为基础,进一步学习物体处于平衡状态时的受力情况。
通过观看视频录像“物体的运动”,从已有知识出发,组织学生对运动按状态是否改变进行分类,引入物体的平衡状态;通过学生实验、演示实验,观察、讨论、交流、归纳得出二力平衡条件。
利用二力平衡条件,通过活动“悬挂法测重心”,加深对二力平衡条件的理解,提高学生应用知识解决实际问题的能力。
通过观看视频录像“生活中的摩擦现象”,组织学生对物体进行受力分析,引入摩擦力;通过对比,建立滑动摩擦、静摩擦和滚动摩擦的概念;利用二力平衡条件,学会判断静摩擦力和滑动摩擦力大小的方法;通过实验,体验相同条件下滚动摩擦比滑动摩擦小,知道影响滑动摩擦力大小的有关因素;通过交流、讨论,知道摩擦的利与弊及其在生活中的增大和减小摩擦力大小的方法。
本节的教学要求学生主动参与,通过实验探究的过程,感受实验、归纳的科学方法,体会图像、控制变量等分析和研究物理问题的方法。
通过交流摩擦的利与弊及其在生活中的增大和减小摩擦力大小的方法,体会物理与生活的紧密联系,懂得任何事物都存在两面性。
二、教学目标1、知识与技能(1)知道物体的平衡状态。
(2)理解二力平衡条件。
(3)知道滑动摩擦、静摩擦和滚动摩擦及其利弊。
(4)知道影响滑动摩擦力大小的有关因素。
(5)会用悬挂法找薄板的重心位置。
(6)会用二力平衡条件测出滑动摩擦力的大小。
2、过程与方法(1)经历探究二力平衡条件的过程,感受实验、归纳的科学方法。
(2)通过DIS实验探究做匀速直线运动物体的二力平衡条件的过程,感受用图像来分析物理问题的方法,体验信息技术的发展给学习带来的变革。
(3)通过研究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的过程,体会“控制变量”的研究方法。
3、态度、情感与价值观(1)在小组实验中互相配合,培养合作学习的精神。
(2)通过利用二力平衡条件解释实际问题的过程,感悟生活中处处有物理,激发用所学知识解释生活现象的兴趣。
(3)通过对摩擦利弊的分析讨论,懂得任何事物都存在两面性。
三、教学重点和难点重点:二力平衡条件。
难点:探究做匀速直线运动物体的二力平衡条件;判断摩擦力是否存在。
四、教学资源1、器材:木板、小车、细绳、钩码、、弹簧测力计、电动机、DIS实验器材、力传感器、位移传感器、木块、细砂纸。
2、课件:自制PPT幻灯片。
3、录像:各种物体的运动、生活中的摩擦现象。
五、教学设计思路本设计的内容包括物体的平衡状态、二力平衡条件及其应用和摩擦力等三部分内容。
本设计的基本思路是:以实验和实例分析为基础,以学生分组讨论、教师点拨为基本方法。
通过用弹簧测力计探究静止物体的二力平衡条件和用传感器探究做匀速直线运动物体的二力平衡条件等小实验,归纳得出二力平衡条件;通过用悬挂法确定物体重心的实验,加深对二力平衡条件的理解;通过对实例情景的讨论,建立摩擦概念及摩擦力大小的测定方法;通过小组讨论,知道摩擦的利与弊及其在生活中的增大和减小摩擦力大小的方法。
本设计要突出的重点是:二力平衡条件。
方法是:通过实验,观察、分析、归纳得出二力平衡条件;通过用悬挂法确定物体重心的实验,加深对二力平衡条件的理解;通过对实例的分析、讨论,学会用二力平衡条件解决实际问题。
本设计要突破的难点是:探究做匀速直线运动物体的二力平衡条件;判断摩擦力是否存在。
方法是:通过DIS演示实验,得到物体做匀速直线运动时的s—t和F—t图像,组织学生对图像进行讨论、分析,逐步归纳得出物体做匀速直线运动时的二力平衡条件;通过实例讨论,指导学生总结归纳判断摩擦力是否存在的基本思路,即明确研究对象→对研究对象作受力分析→运用二力平衡条件进行判断。
本设计通过学生自主活动,激发学习兴趣,然后通过DIS实验和实例分析、讨论过程,使学生充分感受科学方法的应用,感悟物理学研究的方法,逐步养成良好的学习习惯。
完成本设计的内容需3课时。
六、教学流程1、教学流程图2、流程图说明情境Ⅰ视频录像播放各种物体的运动,对运动进行分类,引入物体的平衡状态。
活动Ⅰ学生实验1利用弹簧测力计探究静止物体的二力平衡条件。
情境ⅡDIS演示实验通过DIS演示实验,探究做匀速直线运动物体的二力平衡条件。
活动Ⅱ应用利用二力平衡条件解释实际问题。
活动Ⅲ学生实验3用悬挂法确定薄板重心位置,加深对二力平衡条件的理解。
活动Ⅳ学生实验4用悬挂法确定L形尺的重心。
情景Ⅲ视频录像播放生活中的摩擦现象,引入三种摩擦。
活动Ⅴ学生实验5学习活动卡P61活动。
活动Ⅵ学生实验6探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。
活动Ⅶ应用讨论摩擦的利与弊,以及在生活中增大有益摩擦、减小有害摩擦的方法。
3、教学主要环节本设计可分为三个主要的教学环节。
第一环节,通过对运动的分类,知道物体的平衡状态;通过学生实验、教师演示实验,归纳得出二力平衡条件。
第二环节,利用二力平衡条件,学会用悬挂法确定物体的重心,加深对二力平衡条件的理解。
第三环节,通过观看录像,对物体进行简单受力分析,知道三类摩擦;利用二力平衡条件,判段断滑动摩擦力和静摩擦力的大小;通过实验,知道影响滑动摩擦力大小的有关因素;通过交流与讨论,知道摩擦的利与弊及其在生活中的增大和减小的方法。
七、教案示例第一课时(一)引入1.观看各种物体的运动,组织学生对各种运动进行分类,引入物体的平衡状态。
2.问题①物体运动状态发生改变的原因是什么?②物体受到力的作用,运动状态一定发生改变吗?③若物体只在两个力作用下处于平衡状态,这两个力可能满足哪些条件?(二)新课3.静止物体的二力平衡条件(1)学生实验1学习活动卡P55学生实验(物体静止)建议:①在实验前先让学生明确实验目的,搞清研究对象,阅读实验步骤。
②可增加一个实验,把两块用细线相连的木板作为研究对象,用两个弹簧测力计使研究对象静止后,剪断相连的细线,观察并描述实验现象。
(2)交流归纳各小组交流实验情况,归纳实验结论。
说明:在表述中要强调两个力作用在同一物体上。
4.做匀速直线运动物体的二力平衡条件(1)DIS演示实验学习活动卡P58学生实验(物体做匀速直线运动)建议:在实验前先介绍实验装置,让学生明确研究对象。
(2)交流讨论归纳得出二力平衡条件(三)应用5.应用①解释生活中的平衡现象②课本P79思考与练习1—3第二课时(一)引入1.问题①形状不规则的薄板静止在水平桌面上,它受到几个力的作用?②这两个力有什么关系?③你能找到薄板的重心位置吗?(二)新课2.找薄板的重心位置(1)学生分组讨论、交流实验方案。
方案1:支撑法教师点拨:(如图)薄板能静止在水平桌面上,是由于薄板受到的重力与桌面的支持力平衡,如果桌子面积变小,薄板能否保持静止?桌面变成一点时,薄板能否保持静止?方案2:悬挂法教师点拨:将薄板悬挂起来,当薄板静止时,它受到几个力?你能画出重力的作用线位置吗?如果改变悬挂点的位置,薄板还能保持静止吗?你还能画出重力的作用线位置吗?两次重力的作用线相交于一点,想一想,这一点的位置代表了什么?(2)学生实验2用两种方法找薄板的重心位置,比较两次重心位置是否相同。
3.用悬挂法找出L 形薄板的重心位置学生实验3学习活动卡P60进一步探究引导学生利用白纸,寻找重心位置,提高解决实际问题的能力。
(三)归纳小结4.交流对物体重心位置的认识,归纳确定物体重心位置的方法。
5.学习活动卡P59活动2第三课时(一)引入1.观看视频录像。
2.问题①木块在水平桌面上滑行一段距离后为什么会停下来?用力推桌子,为什么桌子仍保持静止?在水平地面上行驶的自行车,停止用力后,为什么会慢慢停下来?②你能画出它们的受力示意图吗?(二)新课3.摩擦现象(1)问题上述三个摩擦现象中,物体的运动情况有什么不同之处?(2)交流讨论各小组交流观点,教师定义三类摩擦。
(3)阅读理解课本P78滑动摩擦、静摩擦、滚动摩擦。
4.判断摩擦力大小的方法(1)学生实验4学习活动卡P61活动(2)交流归纳①可以利用二力平衡条件可确定摩擦力的大小。
②在相同条件下,滚动摩擦比滑动摩擦小得多。
5.探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关(1)猜想①小实验a将手分别轻压和重压在水平桌面上,匀速拖动,比较两次手的感觉有什么不同。
b将薄砂纸的两面分别轻压在水平木板上,匀速拖动,比较两次的感觉有什么不同。
②问题根据上述实验,你觉得滑动摩擦力大小可能与哪些因素有关?(2)讨论、交流实验方案(3)实验验证学生实验5学习活动卡P61进一步探究(4)交流、归纳实验结论(三)应用6.讨论摩擦的利与弊,以及在生活中增大有益摩擦、减小有害摩擦的方法。