2020-2021学年八年级物理下册-8.2二力平衡导学案新人教版.doc

2020-2021学年八年级物理下册 8.2二力平衡导学案新人教版

2020-2021学年八年级物理下册 8.2二力平衡导学案新人教版

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11
第2节 《二力平衡》
【学习目标】
1.知道平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态。
2.知道物体处于平衡状态时所受的力叫平衡力，最简单的平衡情况是二力平衡。
3.理解二力平衡的条件。
4.能利用平衡条件解决简单的平衡问题。
【学习重点】：二力平衡的条件
【学习难点】：二力平衡条件的应用
【自主预习】
1．物体受到几个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡或物体处于平衡状态，二力平衡最是简单的平衡状态.
2．物体在非平衡力作用下运动状态将改变。(填“改变”或“不变”)。
3． 二力平衡条件：作用在一个_物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且作用在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
4. 放在桌子上静止的花瓶，受到竖直向下的重力和桌面对它竖直向上的支持力，二力平衡。
悬挂着的吊灯，受到　竖直向下的重力和吊线对它竖直向上的拉力，二力平衡。
在水平道路上做匀速直线运动的汽车，水平方向受到方向相反的　牵引力和阻力，二力平衡；在竖直方向，汽车受到竖直向下的重力和　路面对它竖直向上的支持力，二力平衡。
【合作探究】
探究一：平衡状态
复习：牛顿第一定律告诉我们，物体不受力时，将保持静止状态或匀速直线运动状态。但不受力的物体是不存在的，那么为什么下面这些物体受到力，还会保持静止状态或匀速直线运动状态呢?
静止在水平桌面的花瓶、叠放在一起的石头、匀速行驶的列车、匀速直线下降的跳伞运动员和降落伞。

探究归纳：以上物体受到几个力的作用，如果这几个力的作用效果相互抵消，相当于物体不受力，我们称这几个力平衡，或者说物体受到平衡力作用，这时物体处于平衡状态。物体处于平衡状态时，可能保持静止，也可能处于匀速直线运动状态。
1. 平衡状态：物体受到几个力的作用时,保持静止状态和匀速直线运动状态统称为平衡状态。
2.平衡力：物体在受到几个力的作用时，处于平衡状态，我们就说这几个力平衡，二力平衡是最简单的平衡状态。
3.二力平衡：当物体受两个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，则这两个力平衡，称为二力平衡。
探究二：二力平衡的条件
提出问题：作用在一个物体上的两个力相互平衡，这两个力需要满足什么条件？
猜想假设：可以从力的大小、方向、作用点这三个要素来考虑。
设计实验： 在光滑的桌面上放一小车，在两边小盘里加上钩码,通过定滑轮使小车在水平方向受到两个相反力作用.改变作用在小车上的两个力三要素之一（控制变量法）,看一看,在什么情况下小车处于平衡状态在什么情况下小车不能平衡?

实验器材：木板、小车、砝码、细线 、定滑轮、弹簧测力计、等质量小盘 2 个　
进行实验：
（1）当两个盘子里装着砝码质量相同时，玩具小车在水平方向上受到的两个力大小相等（相等、不相等），方向相反（相同、相反），是 （是、否）在同一直线上，小车静止，处于平衡（平衡、不平衡）状态。
(2）若在右边的盘子里再加一个砝码，而左边的盘子不增加砝码，此时玩具小车不平衡（平衡、不平衡），受到的两个力大小不相等（相等、不相等），方向相反 （相同、相反）， 是 ，玩具小车 不能（能、不能）静止。
（4）若把左边盘子的砝码移到右边使小车受到的力方向相同，松手后，玩具小车 不能能、不能）静止，此时玩具小车不平衡（平衡、不平衡），受到的两个力大小相等 （相等、不相等），方向 相同 （相同、相反），不是（是、不是）在同一直线上。
（5）若垂直于小车受力方向移动小车，松手后，玩具小车不能 （能、不能）静止，此时玩具小车不平衡（平衡、不平衡），受到的两个力大小相等（相等、不相等），方向 相同（相同、相反），不是（是、不是）在同一直线上。以上实验结果表明：当一个物体受到两个力作用时，二力平衡的条件是：两个力大小相等方向相反 作用在同一直线上。
归纳总结：二力平衡的条件：当作用在 同一物体上的两个力 大小相等 、 方向相反 、并且作用在 同一条直线上 ，这两个力就彼此平衡。
探究三：二力平衡的条件的应用
1.根据物体的受力情况，判断物体是否处于平衡状态，或者说受力是否平衡；
(1)判断二力平衡的步骤：
①确定研究对象；
②分析受力情况；
③若同时满足二力平衡的4个条件，则受力平衡；物体保持静止或匀速直线运动状态。
(2)若受的是非平衡力，则物体运动状态要改变。
①合力方向与运动方向相同，则加速；②合力方向与运动方向相反，则减速；③合力方向与运动方向不在同一直线，则拐弯；④速度为零的物体不一定处于平衡状态。
2.根据物体处于平衡状态，则一定受平衡力。
请画出图中物体受力的示意图，并分析物体受到的力中，哪一对力是二力平衡。
(1)静止在水平桌面上的茶壶。
(2)在水平公路上匀速行驶的太阳能汽车。

(1)因为茶壶静止在水平桌面上，处于平衡状态，所以茶壶所受重力和支持力彼此平衡，大小相等、方向相反，且在同一直线上，都作用在茶壶上。
(2)因为汽车在水平公路上匀速行驶，所以汽车处于平衡状态。汽车受到两对平衡力的作用，水平方向上受到的牵引力和阻力是一对平衡力；竖直方向上收到的重力和支持力是一对平衡力。这两对中的每一对力都是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，且都作用在汽车上，受力示意图如上图所示。
2.物体处于平衡状态，根据其中一个力的大小、方向，确定另一个力的大小和方向。
①我们在用弹簧测力计测量物体所受的重力是，就曾利用二力平衡，这时物体所受的重力和弹簧测力计对物体的拉力相互平衡：大小相等、。
②我们用用重锤线显示重力的方向，也利用二力平衡，这时重锤所受的重力和绳子的拉力相互平衡： 方向相反，并且在同一直线上。

③质量为0.4 kg的电灯悬挂在电线上静止不动，电线对灯的拉力是多大？
解：电灯保持静止状态，在竖直方向上，受到的重力和拉力是一对平衡力：
因此F拉＝G＝mg＝0.4 kg×9.8 N/kg＝3.92 N；
拉力方向为竖直向上。
探究四：平衡力与相互作用力的比较
如图甲所示：水平桌面上的一本书所受重力和桌面对书的支持力是一对平衡力。
如图乙所示：书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对相互作用力.

平衡力
相互作用力
相同点
大小相等，方向相反，作用在同一直线上
不
同
点
受力物体
作用在同一物体上
作用在两个不同物体上
受力情况
受力物体是同一个，施力物体不是同一物体
两个物体互为施力者，互为受力者
力的变化
一个力变化(增大、减小或消失)，另一个力不一定变化，此时物体失去平衡
同时产生，同时变化，同时消失
【精讲点拨】
1. .运用二力平衡条件解题要画出物体受力示意图。画图时注意：①先画重力然后看物体与那些物体接触，就可能受到这些物体的作用力；②画图时还要考虑物体运动状态。
2．有时我们可以将两个或更多物体看做一个整体来分析受力情况，比如匀速下降的跳伞运动员和降落伞可以看做一个整体，公交车和车上的人看做一个整体．
3. 判断两个力是不是一对平衡力，先判断它们是否作用在同一物体上．
【归纳整理】

【当堂练习】
1.（2020 鄂尔多斯）2020年5月27日，我国高程测量登山队再次成功登上珠穆朗玛峰峰顶，并成峰顶测量任务。下列有关登山队员的分析，正确的是（ ）

A．登山时穿特质鞋是通过增大压力来增大摩擦力
B．在峰顶测量时，队员所受的重力与地面对他的支持力是一对相互作用力
C．在峰顶测量时，地面对队员的支持力与他对地面的压力是一对相互作用力
D．从峰顶返回营地感觉比登峰轻松，是由于队员受到惯性的作用
【答案】C
【解析】A．登山时，登山队员的重力是一定的，压力大小不变，穿特质鞋是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故A错误；
B．在峰顶测量时，队员所受的重力与地面对他的支持力是一个物体受到大小相等、方向相反、作用在同一直线上的两个力作用，是一对平衡力，故B错误；
C．在峰顶测量时，地面对队员的支持力与他对地面的压力是两个物体之间的相互作用，是一对相互作用力，故C正确；
D．惯性是物体的固有属性，只能说物体具有惯性，不能说物体受到惯性的作用，从峰顶返回营地感觉比登峰轻松，是由于重力的作用，故D错误。故选C。
2.（2020呼伦贝尔）如图所示，一个木箱放在水平地面上，小明同学用25N的水平推力向右推木箱，但未推动｡下列两个力中是一对平衡力的是（　　）

A．木箱对地面向下的压力和地面对木箱向上的支持力
B．地面对木箱向左的摩擦力和人对木箱向右的推力
C．人对木箱向右的推力和地面对木箱向上的支持力
D．木箱对地面向下的压力和地面对木箱向左的摩擦力
【答案】B
【解析】A．木箱对地面向下的压力和地面对木箱向上的支持力作用在不同物体上，不是一对平衡力，故A不符合题意；
B．地面对木箱向左的摩擦力和人对木箱向右的推力符合平衡力条件，是一对平衡力，故B符合题意；
C．人对木箱向右的推力和地面对木箱向上的支持力不在一条直线上，不是一对平衡力，故C不符合题意；
D．木箱对地面向下的压力和地面对木箱向左的摩擦力不在一条直线上，不是一对平衡力，故D不符合题意。故选B。
3.（2020安徽）如图所示，一轻质弹簧（即重力不计），上端挂在铁架台的水平横杆上，下端挂一重为G的小球并保持静止。图中分别出了该状态下小球和弹簧的受力示意图。下列判断正确的是（ ）

A．G与F3是一对平衡力 B．G与F3是一对相互作用力
C．F1与F2是一对平衡力 D．F1与F2是一对相互作用力
【答案】D
【解析】重为G小球悬挂在铁架台的水平横杆上，由图可知F 1是弹簧对小球的拉力，F2是小球对弹簧的拉力，F3是铁架台的水平横杆对弹簧的拉力；根据平衡条件可知，重力G与F1是一对平衡力，F2和F3是一对平衡力，F 1与F2是一对相互作用力，G与F3是既不是平衡力也不是相互作用力。故ABC错误，D正确。故选D。
4.（2020武汉）如图所示，将一把铁锁用绳子悬挂起来，把它拉到自己的鼻子附近，松手后铁锁来回摆动。下列说法正确的是（ ）

A．摆动过程中，绳子对铁锁的拉力和铁锁对绳子的拉力是一对平衡力
B．摆动过程中，铁锁的运动状态一定发生变化
C．摆动过程中，绳子一定发生塑性形变
D 若绳子突然断开，铁锁将做匀速直线运动
【答案】B
【解析】A．摆动过程中，绳子对铁锁的拉力和铁锁对绳子的拉力是相互作用力，故A错误；
B．摆动过程中，铁锁的运动速度和运动方向在发生改变，即运动状态在发生改变，故B正确；
C．摆动过程中，绳子发生弹性形变，故C错误；
D．若绳子突然断开，铁锁由于重力作用，不处于平衡状态，故不做匀速直线运动，故D错误。故选B。
5.（2020 连云港）排球是我市中考体育测试项目之一，同学们在排球考试时，下列分析正确的是（　　）
A．排球上升到最高点时受平衡力的作用
B．排球下降时速度增大，说明力是维持物体运动的原因
C．假如正在上升的排球所受的力全部消失，它将做匀速直线运动
D．排球离开手后还能继续向上运动是由于受到惯性的作用
【答案】C
【解析】A．排球上升到最高点时，只受重力作用，因此受力不平衡，故A错误；
B．排球下降时速度增大，由于重力大于阻力，说明力是改变物体运动状态的原因，故B错误；
C．正在上升的排球所受的力全部消失，由牛顿第一定律可知，排球将做匀速直线运动，故C正确；
D．排球离开手后还能继续向上运动是由于排球具有惯性，故D错误。故选C。
6.（2020南京）如图所示，小伙伴们在玩滑板车，脚蹬地后，人和车一起沿水平路面向前运动。下列说法正确的是（　　）

A．人对车的压力和车对人的支持力是一对平衡力
B．蹬地时，地面对脚的支持力是由于地面形变产生的
C．停止蹬地后，车最终会停下来，说明运动需要力来维持
D．车在滑行过程中所受的力突然全部消失，车将立即停下来
【答案】B
【解析】A．人对车的压力和车对人的支持力作用在不同物体上，不是平衡力，故A错误；
B．蹬地时，脚对地面有压力的作用，地面发生了形变，地面对脚的支持力是由于地面形变产生的，故B正确；
C．停止蹬地后，车最终会停下来，车的运动状态发生改变，说明力是改变物体运动状态的原因，故C错误；
D．车在滑行过程中所受的力突然全部消失，由牛顿第一定律可知，车将做匀速直线运动，故D错误。故选B。
7.（2020雅安）下列运动项目沙及的物理知识描述正确的是（　　）
A. 三级跳远——快速助跑是为了利用惯性
B. 引体向上——人对单杠的拉力与单杠对人的拉力是一对平衡力
C. 做俯卧撑——被手臂支撑的身体，相当于以脚尖为支点的费力杠杆
D. 百米赛跑——裁判员通过相同时间比较路程的方法判断运动员的快慢
【答案】A
【解析】A．跳远运动员在起跳前要助跑是为了利用惯性，使起跳时的速度更大些，从而跳得更远，故A正确；
B．引体向上−−人对单杠的拉力与单杠对人的拉力作用在不同的物体上，是相互作用力，不是一对平衡力，故B错误；
C．做俯卧撑时，以脚为支点，阻力作用在人的重心，动力作用在人的肩膀处，动力臂大于阻力臂，所以人体相当于一个省力杠杆，故C错误；
D．百米赛跑−−裁判员是在路程相同的情况下，比较时间判断运动快慢，谁用时间少，谁跑得快，故D错误。故选A。
8.（2020恩施）弹簧测力计在使用前要注意观察指针是否在______，来回拉动挂钩无异常后，将石块挂在测力计下，静止时如图所示。挂钩对弹簧的拉力大小是______N。根据力的作用是相互的和______的知识，可得知石块所受重力大小。

【答案】 (1). 零刻度线上 (2). 3.6 ； (3). 二力平衡
【解析】[1]使用弹簧测力计之前，应该搞清楚量程、分度值，并注意观察指针是否在零刻度线上。
[2]如图所示弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数即挂钩对弹簧的拉力大小是3.6N。
[3]挂钩对弹簧的拉力与弹簧对挂钩的拉力是一对相互作用力；挂钩对对石块的拉力与石块对挂钩的拉力又是一对相互作用力；而石块的重力与挂钩对对石块的拉力是一对平衡力。所以可以根据力的作用是相互的和二力平衡的知识，可得知石块所受重力大小。
9.（2020安顺）网传“2月11日这天地球引力最小，可以将扫把静立于地面”，如图所示，或许你也“成功”尝试过。其实只要细心操作，在任何时候你都能成功，扫把能静立于水平地面主要是利用了________原理，之所以细心操作是为了满足原理中________的这一条件。这与地球引力大小并无关系。

【答案】（1）二力平衡 ；（2） 在同一直线上
【解析】（1）扫帚能竖立时处于静止状态，此时受到的重力和地面对扫帚的支持力是一对平衡力，大小相等；
（2）细心操作是为了满足原理中在同一直线上的这一条件，这与地球引力大小并无关系。
10.（2020苏州）如图，箱子随水平传送带向右做匀速直线运动，请画出它所受力的示意图（空气阻力不计）。

【答案】
【解析】物体做匀速直线运动说明它受到了平衡力的作用。
水平方向上没有牵引力，也就没有摩擦力，若有摩擦力，物体就不会做匀速直线运动，所以水平方向上是不受力的；
竖直方向上有重力和支持力，物体竖直方向上是静止的，重力和支持力就是一对平衡力，大小相等、方向相反。
作用点画在物体的中心就行，画出表示重力和支持力的射线标出箭头、字母，如上图所示。
【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。