陳新華
二力平衡的知識是初中物理力學部分的重要知識點.二力平衡知識掌握得好壞,將直接反映同學們的力學學習水平,并影響今后對力學知識的領悟.
理解二力平衡的條件
二力平衡的條件是:兩個力大小相等、方向相反、作用在一條直線上、作用在同一個物體上,即同體、等值、反向、共線,如果兩個力符合這四個條件,這兩個力就是一對平衡力.二力平衡條件表明.一對大小相等、方向相反的力平衡時,該二力必為作用于同一物體上的一對共點力.
例1 如圖1所示的四種情形中,屬于二力平衡的是().
解析:平衡力是指作用在一個物體上,大小相等、方向相反且在同一直線上的兩個力.圖A中的兩個力雖然大小相等、方向相反且作用在同一直線上,但它們不是作用在同一物體上,不是一對平衡力,A錯;圖B中的兩個力作用在同一物體上,大小相等、方向相反且在同一直線上,符合二力平衡條件,是一對平衡力,B對;圖C中的兩個力作用在同一物體上,方向相反且在同一直線上,但是大小不相等,不是一對平衡力,C錯;圖D中的兩個力作用在同一物體上,大小相等、方向相反,但沒有作用在同一直線上,不是一對平衡力,D錯.
答案:B
例2-個物體同時受到兩個力的作用,這兩個力的三要素完全相同,那么這兩個力().
A.-定是平衡力
B.-定不是平衡力
C.可能是平衡力
D.無法判斷
解析:當兩個力的三要素完全相同時.這兩個力大小相等、方向相同且兩個力的作用線重合,方向相同的兩個力不符合二力平衡的條件,所以三要素完全相同的兩個力一定不是平衡力.
答案:B
平衡力與物體運動狀態(tài)的關(guān)系
一個物體在兩個力的作用下.如果處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài),這兩個力就是一對平衡力.在平衡力的作用下,原來處于靜止狀態(tài)的物體.依然處于靜止狀態(tài):原來運動的物體,一定以原來的速度做勻速直線運動.反之,靜止的物體只受兩個力作用時.這兩個力一定是平衡力;做勻速直線運動的物體,如果只受兩個力作用,那么這兩個力也一定是平衡力.所以,物體受到平衡力的作用不一定處于靜止狀態(tài),原來處于勻速直線運動狀態(tài)的仍保持原來的勻速直線運動狀態(tài),原來處于靜止狀態(tài)的仍保持原來的靜止狀態(tài),即物體受到平衡力的作用時,其合力為零,運動狀態(tài)不發(fā)生改變,
例3如圖2.有一條平直的軌道ABC,其中AB段表面粗糙,BC段表面光滑.一輛電動小車在4位置由靜止向右運動,小車靜止時受到的支持力和是一對平衡力.小車經(jīng)過B點后將做
一(填“加速直線”“減速直線”或“勻速直線”)運動.(不計空氣阻力)
解析:小車靜止時,在水平方向不受力,在豎直方向受重力和支持力,由于小車靜止,所以重力和支持力是一對平衡力.小車經(jīng)過B點后,由于BC段表面光滑,小車在水平方向不受力,在豎直方向仍然受平衡力,所以小車保持剛通過B點時的運動狀態(tài)不變.即小車做勻速直線運動.
答案:重力勻速直線
例4頻閃攝影是研究物體運動時常用的一種實驗方法,圖3中的A、B、C、D是用照相機拍攝(每0.1s拍攝一次)的小球在不同運動狀態(tài)下的照片,其中受到平衡力作用的是().
解析:物體在平衡力的作用下將保持原來的運動狀態(tài)不變,即原來靜止的物體還保持靜止狀態(tài).原來做勻速直線運動的物體還保持勻速直線運動狀態(tài),做勻速直線運動的物體,運動軌跡是一條直線,且在相等的時間間隔內(nèi)物體的運動距離相等,只有圖D符合條件.
答案:D
二力平衡和相互作用力的異同
一個物體對另一個物體施力時,另一個物體也同時對它施加力的作用,則這兩個力是一對作用力與反作用力.一對平衡力和一對相互作用力的相同點是:等值、反向、共線;不同點是:相互作用力的受力物體是兩個物體,即怍用在兩個不同的物體上,而平衡力的受力物體是一個物體,即作用在同一物體上.相互作用力是同一性質(zhì)的力,兩個力同時產(chǎn)生、同時消失:平衡力不一定是相同性質(zhì)的力,一個力的消失并不影響另一個力.
例5 如圖4所示.一輛小車在水平地面上做勻速直線運動,以下幾對力中屬于相互作用力的是().
A.小車所受的重力和水平地面的支持力
B.小車受到的牽引力和小車受到的摩擦力
C.小車受到的支持力和小車對水平地面的壓力
D.小車所受的重力和小車對水平地面的壓力
解析:平衡力和相互作用力的區(qū)別是:平衡力的受力物體是一個物體,而相互作用力的受力物體是兩個物體.對小車進行受力分析,小車在豎直方向受到重力和支持力,在水平方向受到牽引力和摩擦力的作用.由于小車在水平地面上做勻速直線運動.在豎直方向靜止,所以小車受到平衡力作用,重力和支持力是一對平衡力,牽引力和摩擦力也是一對平衡力,A、B不符合題意.小車受到的支持力作用在小車上,而小車對水平地面的壓力作用在水平地面上.這兩個力同時產(chǎn)生,同時消失,等值、反向、共線,但不是作用在同一物體上,是一對作用力與反作用力,C符合題意,圖中,小車受到的重力方向豎直向下,小車對水平地面的壓力方向垂直向下,它們的方向相同,不符合相互作用力的條件,D不符合題意,
答案:C
學即用,練一練:
1.長方體木箱放在水平地面上.木箱上放一木塊,如圖5.則下列分析正確的是().
A.木箱受到的重力和地面對木箱的支持力是一對平衡力
B.木箱對地面的壓力和地面對木箱的支持力是一對相互作用力
C.木箱對木塊的支持力和木塊對木箱的壓力是一對平衡力
D.地面對木箱的支持力和木塊對木箱的壓力是一對相互作用力
2.如圖6所示,重80N的物體受到F=60N的水平推力作用,沿豎直墻壁向下勻速運動,則物體受到的摩擦力是().
A.20 N
B.140 N
C.80 N
D.60 N
3.用飛機空投物品,物品下落過程中,如果它所受的力是一對平衡力,那么它將做( ).
A.勻速運動
B.減速運動
C.加速運動
D.曲線運動
參考答案:1.B 2.C 3.Aendprint