大一学年化工专业二力平衡的分析与运用配套.ppt

第第16讲二力平衡的分析与运用二力平衡的分析与运用1.牛牛顿第一定律和第一定律和惯性性1牛牛顿第一定律第一定律(1)400多多年年前前，_ _采采用用实验推推理理的的方方法法得得出出：如如果果运运动的的物物体体不不受受力力的的作作用用，它它的的速速度度将将保保持持不不变。_ _补充充了了伽伽利利略略的的认识，指指出出：如如果果运运动的的物物体体不不受受到到任任何何力力的的作作用用，它它不不会会向向左左、右右方方向向偏偏，将将永永远沿沿原原来来的的方方向向做做匀匀速速运运动。_ 总结了了伽伽利利略略等人的研究成果，得出牛等人的研究成果，得出牛顿第一定律。第一定律。(2)牛牛顿第一定律：一切物体在第一定律：一切物体在_ _，总保持保持_ _状状态。说明明：牛牛顿第第一一定定律律是是在在大大量量_ _的的基基础上上，通通过进一一步步推推理理而而概概括括出出来来的的。牛牛顿第一定律告第一定律告诉我我们：力不是：力不是_ _。伽利略伽利略笛卡笛卡尔牛牛顿没有受到力的作用的没有受到力的作用的时候候静止状静止状态或匀速直或匀速直线运运动事事实产生或生或维持物体运持物体运动的原因的原因2.2惯性性(1)概概念念：物物体体具具有有保保持持_ _状状态或或_ _状状态不不变的的性性质，即即物物体体具具有保持原来状有保持原来状态的性的性质，物体的，物体的这种性种性质叫做叫做惯性。性。(2)惯性性是是任任何何物物体体都都具具有有的的性性质，与与物物体体的的运运动状状态_ _，与与物物体体的的受受力力情情况况_ _，运，运动速度等皆无关。只与物体的速度等皆无关。只与物体的_ _有关。有关。3惯性与性与惯性定律的区性定律的区别：(1)惯性是物体本身的一种属性，而性是物体本身的一种属性，而惯性定律是物体不受力性定律是物体不受力时遵循的遵循的_ _。(2)任任何何物物体体在在_ _下下都都有有惯性性(即即不不管管物物体体受受不不受受力力、受受平平衡衡力力还是是非非平平衡衡力力)。匀速直匀速直线运运动静止静止无关无关无关无关质量量运运动规律律任何情况任何情况3.例例1.冰冰壶是是体体育育运运动中中的的一一个个项目目。在在比比赛时，一一冰冰壶运运动员在在水水平平冰冰面面上上轻推推冰冰壶，另另两两名名队友友在在前前面面打打扫冰冰面面，冰冰壶在在冰冰面面上上滑滑动，最最后后会会停停下下来来。冰冰壶停停下下的原因是的原因是_A冰冰壶的的惯性消失性消失B冰冰壶不再受到水平向前的作用力不再受到水平向前的作用力C冰冰壶受到摩擦力的作用受到摩擦力的作用D冰冰壶被推出被推出时速度太小速度太小【解解析析】冰冰壶运运动和和静静止止时，冰冰壶的的惯性性不不变，A A不不符符合合题意意。冰冰壶离离开开手手之之后后已已经不不再再受受到到水水平平向向前前的的作作用用力力，B B不不符符合合题意意。冰冰壶由由于于受受到到水水平平向向后后的的摩摩擦擦力力作作用用，摩摩擦擦力力改改变了了冰冰壶的的运运动状状态，使使冰冰壶停停下下来来，C C符符合合题意意。冰冰壶推推出出时无无论速度大小，最速度大小，最终都会停下来，都会停下来，D D不符合不符合题意。意。C4.例例2.运运输液液体体货物物的的槽槽车，液液体体上上有有气气泡泡，如如图，当当车开开动时，气气泡泡将将向向_运运动；刹刹车，气泡将向，气泡将向_运运动，其原因是，其原因是_ _具有具有惯性。性。【解解析析】由由于于液液体体的的密密度度比比气气体体的的密密度度大大得得多多，故故在在题述述槽槽车内内，气气泡泡的的质量量比比同同体体积液液体体的的质量量小小得得多多，则气气泡泡的的惯性性也也就就比比同同体体积液液体体的的惯性性小小得得多多，故故当当运运货槽槽车的的运运动状状态发生生变化化时，表表现出出来来的的就就是是液液体体的的惯性性。这样，当当车开开动时，车内内液液体体由由于于惯性性要要保保持持原原有有静静止止状状态就就会会相相对于于车向向后后挤，由由此此将将使使气气泡泡相相对于于车向向前前运运动；当当车突突然然刹刹车时，车内内液液体体由由于于惯性性要要保保持持原原有有速速度度继续向向前前运运动，这样就就会会相相对于于车向向前前挤，由由此此将将使气泡相使气泡相对于于车向后运向后运动。前前后后液体液体5.1在在一一艘艘做做匀匀速速直直线运运动的的游游轮上上，某某同同学学朝朝各各个个方方向向用用相相同同的的力力进行行立立定定跳跳远，则下列下列说法中正确的是法中正确的是()A朝与游朝与游轮运运动方向一致跳得最方向一致跳得最远B朝与游朝与游轮运运动方向相反跳得最方向相反跳得最远C朝与游朝与游轮运运动方向一致跳得最近方向一致跳得最近D朝各个方向跳得都一朝各个方向跳得都一样远D6.2惯性性是是物物体体的的固固有有属属性性，一一切切物物体体都都具具有有惯性性。如如图所所示示的的四四种种物物体体中中，惯性最大的是性最大的是()D7.3运运动员跳跳远时总是先助跑一段距离后再起跳，是先助跑一段距离后再起跳，这是是为了了()A利用利用惯性性B克服克服惯性性C增大增大惯性性 D减小减小惯性性4下列四幅下列四幅图中，属于利用中，属于利用惯性的是性的是()AB8.二力平衡二力平衡1定定义：物体受到两个力的作用：物体受到两个力的作用时，如果能保持，如果能保持_ _状状态或或_ _状状态，两个力称二力平衡。，两个力称二力平衡。2 判判 断断 物物 体体 受受 到到 的的 力力 是是 否否 是是 平平 衡衡 力力 的的 依依 据据：看看 物物 体体 是是 否否 处 于于 _ _状状 态 或或 _ _状状态。3二力平衡条件：二力作用在二力平衡条件：二力作用在_ _。匀速直匀速直线运运动静止静止匀速直匀速直线运运动同一物体上、大小相等、方向相反、同一物体上、大小相等、方向相反、在一条直在一条直线上上静止静止9.4力和运力和运动状状态的关系：的关系：物体受力条件物体运动状态说明不受力或受平衡力静止或匀速直线运动力不是产生(维持)运动的原因受非平衡力运动快慢改变或运动方向改变力是改变物体运动状态的原因10.例例3.如如图所所示示，物物体体P处于于静静止止状状态，其其所所受受重重力力G与与支支持持力力FN的的大大小小一一定定相相等等的的是是()B 11.【解解析析】A.A.两两个个力力不不在在同同一一直直线上上，所所以以不不是是一一对平平衡衡力力，大大小小不不一一定定相相等等，A A不不符符合合题意意；B.B.P P处于于静静止止状状态，它它受受到到的的重重力力和和支支持持力力是是一一对平平衡衡力力，这两两个个力力的的大大小小相相等等。所所以以B B符符合合题意意；C.C.重重力力和和支支持持力力不不在在同同一一直直线上上，所所以以这两两个个力力不不是是一一对平平衡衡力力，大大小小不不一一定定相相等等，C C不不符符合合题意意；D.D.物物体体所所受受的的重重力力和和支支持持力力不不在在同同一一直直线上上，这两两个个力力不不是是一一对平平衡衡力力，大大小小不不一一定定相相等等，D D不符合不符合题意。意。12.例例4.如如图甲是小甲是小华同学探究二力平衡条件同学探究二力平衡条件时的的实验情景。情景。(1)小小华将将系系于于小小卡卡片片(重重力力可可忽忽略略不不计)两两对角角的的线分分别跨跨过左左右右支支架架上上的的滑滑轮，在在线的的两两端端挂挂上上钩码，使使作作用用在在小小卡卡片片上上的的两两个个拉拉力力方方向向_ _，并并通通过调整整_ _来改来改变拉力的大小。拉力的大小。相反相反钩码的数量的数量13.(2)当当小小卡卡片片平平衡衡时，小小华将将小小卡卡片片横横向向转过一一个个角角度度，松松手手后后小小卡卡片片_ _(填填“能能”或或“不不 能能”)平平 衡衡。设 计 此此 实 验 步步 骤 的的 目目 的的 是是 为 了了 探探 究究 _ _ 。(3)为了了验证只只有有作作用用在在同同一一物物体体上上的的两两个个力力才才能能平平衡衡，在在图甲甲所所示示情情况况下下，小小华下一步的操作是下一步的操作是_ _。(4)在在探探究究同同一一问题时，小小明明将将木木块放放在在水水平平桌桌面面上上，设计了了如如图乙乙所所示示的的实验，同学同学们认为小小华的的实验优于小明的于小明的实验。其主要原因是。其主要原因是()A减少摩擦力减少摩擦力对实验结果的影响果的影响B小卡片是比小卡片是比较容易容易获取的材料取的材料C容易容易让小卡片在水平方向上保持平衡小卡片在水平方向上保持平衡D小卡片容易扭小卡片容易扭转不能不能不在同一直不在同一直线上两个力能否平衡上两个力能否平衡把小卡片剪成两半把小卡片剪成两半A14.【解解析析】(1)(1)小小卡卡片片两两端端通通过滑滑轮各各挂挂一一个个钩码，两两个个钩码由由于于重重力力通通过绳子子对小小卡卡片片施施加加了了两两个个相相反反方方向向的的拉拉力力，拉拉力力的的大大小小等等于于钩码的的重重力力，钩码的的数数量量越越多多，拉拉力力就就越越大大；(2)(2)小小卡卡片片转过一一个个角角度度，小小卡卡片片两两端端的的拉拉力力就就不不在在一一条条直直线上上，纸片片就就会会转动，说明明了了不不在在同同一一直直线上上的的两两个个力力不不能能平平衡衡；(3)(3)为了了验证只只有有作作用用在在同同一一物物体体上上的的两两个个力力才才能能平平衡衡，可可以以将将小小卡卡片片剪剪成成两两半半，使使拉拉力力作作用用在在两两个个小小卡卡片片上上；(4)(4)小小明明将将木木块放放在在水水平平桌桌面面上上，木木块和和水水平平桌桌面面上上就就会会产生生摩摩擦擦力力，就就会会影影响响实验效效果果(当当木木块两两端端的的拉拉力力相相差差很小很小时，因，因为受到摩擦力的作用，木受到摩擦力的作用，木块保持平衡保持平衡)。15.5.静止在水平桌面的科学静止在水平桌面的科学书，与科学，与科学书受到的重力相互平衡的力是受到的重力相互平衡的力是()A桌面桌面对书的支持力的支持力 B书对桌面的桌面的压力力 C桌子的重力桌子的重力 D地面地面对桌子的支持力桌子的支持力6如如图甲甲，物物体体A在在水水平平拉拉力力F的的作作用用下下，以以0.2米米/秒秒的的速速度度在在水水平平面面上上做做匀匀速速直直线运运动，此此时弹簧簧秤秤示示数数如如图乙乙所所示示。若若不不计滑滑轮、弹簧簧秤秤和和绳的的重重及及滑滑轮与与绳之之间的摩擦，的摩擦，则下列下列说法中正确的是法中正确的是()AA16.A拉力拉力F为2牛牛B此滑此滑轮是定滑是定滑轮C拉力拉力F的功率的功率为0.4瓦瓦D以物体以物体A为参照物，参照物，弹簧秤是静止的簧秤是静止的17.7小小明明和和小小忠忠想想把把一一条条弹性性绳拉拉开开，使使弹性性绳两两端端的的拉拉环能能分分别套套在在相相隔隔一一段段距距离离的的两两根根柱柱子子上上，用用来来晒晒衣衣服服。现有有两两种种办法法：一一种种是是按按图甲甲的的方方法做；另一种是按法做；另一种是按图乙的方法做。关于乙的方法做。关于这两种做法下列两种做法下列说法正确的是法正确的是()B 18.A图甲中每个人所用的力比甲中每个人所用的力比图乙中每个人所用力要小乙中每个人所用力要小B图乙中每个人所用的力比乙中每个人所用的力比图甲中每个人所用力要小甲中每个人所用力要小C图甲中每个人所用的力与甲中每个人所用的力与图乙中每个人所用力相同乙中每个人所用力相同D条条件件不不足足，无无法法比比较图甲甲中中每每个个人人所所用用的的力力与与图乙乙中中每每个个人人所所用力的大小用力的大小19.8如如图所所示示，叠叠放放在在一一起起的的物物体体A和和B，在在大大小小为F的的恒恒力力作作用用下下沿沿水水平平面面做做匀匀速直速直线运运动，则下列下列结论中正确的是中正确的是()A甲、乙两甲、乙两图中中A物体所受的摩擦力大小均物体所受的摩擦力大小均为FB甲、乙两甲、乙两图中中B物体受到地面物体受到地面对它的摩擦力均它的摩擦力均为FC甲甲图中物体中物体A受到的摩擦力受到的摩擦力为0，物体，物体B受到地面受到地面对它的摩擦力它的摩擦力为FD乙乙图中物体中物体A受到的摩擦力受到的摩擦力为F，物体，物体B受到地面受到地面对它的摩擦力它的摩擦力为FB20.1如如图所所示示，建建筑筑工工人人将将绳的的一一端端固固定定在在砖上上，绳的的另另一一端端系系上上重重锤，用用来来检查墙壁壁是是否否竖直。重直。重锤静止静止时，与重，与重锤的重力相平衡的力是的重力相平衡的力是()A砖对绳的拉力的拉力 B绳对砖的拉力的拉力C重重锤对绳的拉力的拉力 D绳对重重锤的拉力的拉力D21.2如如图所所示示，当当右右端端挂挂5 N的的物物体体A时，物物体体B在在水水平平桌桌面面上上恰恰好好能能向向右右做做匀匀速速直直线运运动，若若现在在要要使使物物体体B向向左左做做匀匀速速直直线运运动，则应对物物体体B施施加加的的力力为()A水平向左，水平向左，5 NB水平向右，水平向右，5 NC水平向左，水平向左，10 N D水平向右，水平向右，10 NC22.3今今年年4月月16日日，韩国国“岁月月号号”客客轮在在前前往往济州州岛途途中中突突然然急急转，装装载的的货物物发生偏移，生偏移，导致客致客轮侧翻。客翻。客轮急急转时装装载的的货物物发生偏移，主要原因是生偏移，主要原因是()A货物的重力物的重力变小小 B货物具有物具有惯性性C货物受到的摩擦力消失物受到的摩擦力消失 D货物受到平衡力物受到平衡力B23.4如如图是是小小明明自自制制的的“大大炮炮”示示意意图。当当瓶瓶内内产生生的的气气体体增增多多时，瓶瓶塞塞会会水水平平向右冲出，若此向右冲出，若此时所有外力全部消失，瓶塞将所有外力全部消失，瓶塞将()A立即沿立即沿竖直方向下落到地面直方向下落到地面B向上运向上运动C水平向右做匀速直水平向右做匀速直线运运动D立即静止立即静止C24.5如如图所所示示，用用水水平平力力推推静静止止在在水水平平地地面面上上的的大大木木箱箱，没没有有推推动。这时，木木箱受到的箱受到的()A推力小于摩擦力推力小于摩擦力 B推力和摩擦力大小一定相等推力和摩擦力大小一定相等 C推力一定小于重力推力一定小于重力 D推力和摩擦力方向相同推力和摩擦力方向相同【解解析析】木木箱箱在在水水平平地地面面上上静静止止时，水水平平方方向向受受力力平平衡衡，即即人人对木木箱箱的的推推力力与地面与地面对木箱的摩擦力大小相等。木箱的摩擦力大小相等。B25.6小小吴吴、小小王王和和小小杨在在一一艘艘速速度度为v的的做做匀匀速速直直线运运动的的海海轮上上玩玩抛抛球球游游戏。小小吴吴以以速速度度v将将球球竖直直上上抛抛，小小王王以以速速度度v将将球球竖直直下下抛抛，小小杨以以速速度度v将将球球平平行行于于海海轮航航行行方方向向水水平平抛抛出出。若若球球落落地地时，落落地地点点均均在在船船上上，且且不不计任任何何阻阻力力。则下列下列说法正确的是法正确的是()A小吴抛出的球落地点距离抛出点的正下方最小吴抛出的球落地点距离抛出点的正下方最远B小小杨抛出的球落地点距离抛出点的正下方最抛出的球落地点距离抛出点的正下方最远C他他们三个抛出的球落地点均在抛出点的正下方三个抛出的球落地点均在抛出点的正下方D只有小只有小杨抛出的球落地点在抛出点的正下方抛出的球落地点在抛出点的正下方B26.7如如图所所示示，吊吊在在天天花花板板下下面面的的电灯灯处于于静静止止状状态，如如果果某某一一天天，吊吊线突然突然间断开的同断开的同时，所受外力都消失，所受外力都消失，则电灯将灯将()A竖直向下匀速运直向下匀速运动B竖直向下加速运直向下加速运动C保持原来静止状保持原来静止状态D竖直向上匀速运直向上匀速运动【解解析析】因因为力力是是物物体体的的运运动状状态改改变的的原原因因，若若所所有有的的力力都都消消失失了了，则物物体体的运的运动状状态将不做任何改将不做任何改变，即仍保持静止状，即仍保持静止状态。C27.8如如图是足球运是足球运动员踢球踢球时的情景，下列的情景，下列说法不正确的是法不正确的是()A足球离开脚后足球离开脚后还能向前能向前飞行是因行是因为足球具有足球具有惯性性B足球的速度越大足球的速度越大惯性越大，性越大，飞得越得越远C飞行的足球如果不受力的作用，它将一直做匀速直行的足球如果不受力的作用，它将一直做匀速直线运运动D足球在空中足球在空中飞行行轨迹是弧迹是弧线形，是因形，是因为受到力的作用受到力的作用【解解析析】惯性性是是物物体体本本身身的的性性质，决决定定于于物物体体的的质量量，与与速速度度无无关关。足足球球离离开开脚脚之之后后，由由于于惯性性要要保保持持原原来来的的运运动状状态，所所以以继续向向前前运运动。飞行行的的足足球球，如如果果受受到到的的作作用用力力全全部部消消失失，将将以以原原来来的的速速度度和和方方向向做做匀匀速速直直线运运动。足足球球在在空空中中飞行行轨迹是弧迹是弧线形，是受到力的作用，因形，是受到力的作用，因为力是改力是改变物体的运物体的运动状状态的原因。的原因。B28.9物物理理课上上，老老师演演示示了了如如图所所示示的的实验，木木块竖立立在在小小车上上，随随小小车一一起起以相同的速度向右做匀速直以相同的速度向右做匀速直线运运动，不考，不考虑空气阻力，下列分析正确的是空气阻力，下列分析正确的是()A木木块随小随小车一起做匀速直一起做匀速直线运运动时，木，木块不受摩擦力不受摩擦力B小小车的运的运动速度增大，速度增大，则它的它的惯性和性和动能也随之增大能也随之增大C小小车受到阻力突然停止运受到阻力突然停止运动时，那么木，那么木块将向左将向左倾倒倒D木木块对小小车的的压力与小力与小车对木木块的支持力是一的支持力是一对平衡力平衡力A29.10为了了探探究究运运动和和力力的的关关系系，小小敏敏进行行了了如如下下实验：在在水水平平放放置置的的木木板板上上铺上上粗粗糙糙程程度度不不同同的的毛毛巾巾、棉棉布布，让同同一一辆小小车在在同同一一斜斜面面上上，分分别从从A、B、C处静止开始下滑，静止开始下滑，观察小察小车在不同水平面上运在不同水平面上运动的距离的距离记录在表中，在表中，实验重复三次。重复三次。表面材料小车运动的距离/厘米从A处下滑从B处下滑从C处下滑毛巾444545272827141313棉布505150313031161516木板67686841404121202130.(1)实验中中，要要使使小小车在在水水平平面面上上开开始始运运动时的的速速度度相相同同，小小车应从从斜斜面面的的_ _处滑下。滑下。(2)比比较实验数据数据发现，小，小车运运动状状态改改变最慢的是在最慢的是在_ _表面上。表面上。(3)实验结果能果能证明明_(填序号填序号)。A物体运物体运动需要力需要力 B力可以改力可以改变物体的运物体的运动状状态 C牛牛顿第一定律第一定律同一高度同一高度木板木板B31.11利用如利用如图所示器材所示器材“探究力平衡的条件探究力平衡的条件”。(1)将将卡卡片片上上的的两两根根线跨跨放放在在支支架架的的滑滑轮上上，并并在在两两个个线端端分分别挂挂上上钩码，使使作作用用在在卡卡片片上上的的两两个个拉拉力力方方向向相相反反，且且在在一一条条直直线上上。当当卡卡片片平平衡衡时，从从钩码质量量看看，卡卡片片两两边所受的拉力所受的拉力_ _。(2)为观察不在同一直察不在同一直线上的两个力是否能平衡，可用手将卡片上的两个力是否能平衡，可用手将卡片_ _，释放放时观察其是否保持平衡。察其是否保持平衡。(3)在在卡卡片片平平衡衡时，用用剪剪刀刀将将卡卡片片从从中中间剪剪开开，并并观察察随随之之发生生的的现象象。由由此此可可以以得得到到二力平衡的又一个条件是二力平衡的又一个条件是_ _。(4)该实验在在选择卡片卡片时，选用用较轻卡片的目的是卡片的目的是_ _。相等相等旋旋转一定一定角度角度必必须在同一物体上在同一物体上卡片可以忽略重力卡片可以忽略重力32.【解解析析】(1)(1)保保持持两两个个拉拉力力在在同同一一直直线上上，调整整细线两两端端的的钩码，当当两两端端钩码的的质量量相相等等时，对小小卡卡片片的的拉拉力力相相等等，小小卡卡片片平平衡衡。(2)(2)为观察察不不在在同同一一直直线上上的的两两个个力力是是否否能能平平衡衡，可可用用手手将将卡卡片片转过一一定定角角度度，并并保保持持两两拉拉力力方方向向相相反反，松松开开手手后后观察察小小卡卡片片能能否否平平衡衡。(3)(3)小小卡卡片片平平衡衡时，用用剪剪刀刀沿沿虚虚线迅迅速速剪剪断断小小卡卡片片，由由于于力力不不在在同同一一物物体体上上，所所以以两两侧钩码落落下下，说明明二二力力平平衡衡的的又又一一个个条条件件是是必必须在在同同一一物物体体上上。(4)(4)由由于于小小卡卡片片质量量很很小小，重重力力远小小于于卡卡片片受受到到的的拉拉力力，所所以以选用用较轻小卡片目的是忽略卡片重力小卡片目的是忽略卡片重力对实验的影响。的影响。33.