第46期探究二力平衡的條件
1平衡狀態(tài)和平衡力
（1）平衡狀態(tài)：物體處于靜止狀態(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們就說這個(gè)物體處于平衡狀態(tài)。
（2）平衡力：物體在遭到幾個(gè)力作用時(shí)，假如保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們就說這幾個(gè)力是平衡力。
（3）平衡力與平衡狀態(tài)的關(guān)系：物體在平衡力的作用下，處于平衡狀態(tài)，物體處于平衡狀態(tài)時(shí)要么不受力，若受力一定是平衡力；物體受平衡力或不受力保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
2二力平衡
（1）二力平衡：作用在同一物體上的兩個(gè)力，假如大小相等、方向相反，但是在同一條直線上，這兩個(gè)力就彼此平衡。
（2）二力平衡的條件：概括說就是“同物、等大、反向、共線”。
（a）同物：作用在同一物體上的兩個(gè)力。
（b）等大：大小相等。
（c）反向：兩個(gè)力方向相反。
（d）共線：兩個(gè)力作用在同一條直線上。
3二力平衡的條件的應(yīng)用
（1）判定平衡力：按照平衡力中一個(gè)力的大小和方向，判斷另一個(gè)力的大小和方向。
（2）判定受力情況：按照物體的平衡狀態(tài)，判定物體的受力情況。
4二力平衡與互相斥力的區(qū)別
平衡力
互相斥力
相同點(diǎn)
大小相等，方向相反，作用在同仍然線上
不
同
點(diǎn)
受力物體
作用在同一物體上
作用在兩個(gè)不同物體上
受力情況
受力物體是同一個(gè)，施力物體不是同一物體
兩個(gè)物體互為施力者，互為受力者
力的變化
一個(gè)力變化(減小、減小或消失)，另一個(gè)力不一定變化，此時(shí)物體喪失平衡
同時(shí)形成，同時(shí)變化，同時(shí)消失
實(shí)驗(yàn)探究二力平衡的條件
本實(shí)驗(yàn)主要的考查點(diǎn)有:
(1)實(shí)驗(yàn)器材的選定：小卡片質(zhì)量小，重力遠(yuǎn)大于卡片遭到的拉力，可以忽視重力的影響;
(2)定滑輪的作用：改變力的方向，使小卡片遭到向左和往右的兩個(gè)水平方向的拉力;
(3)選擇靜止作為研究狀態(tài)的緣由：勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不好控制;
(4)研究力的大小關(guān)系的方式：通過改變卡片兩端掛的鉤碼數(shù)目;
(5)控制變量法的應(yīng)用：
①同仍然線：探究平衡的兩個(gè)力是否在同仍然線上，必須保持研究物體兩端所受力相同，通過扭轉(zhuǎn)研究物體的角度來判定，看貨車是否處于靜止?fàn)顟B(tài);
②大小相等：探究平衡的兩個(gè)力大小相等，必須保持平衡的兩個(gè)力作用在同一物體同仍然線上，且兩力的方向相反，觀察貨車能夠處于靜止?fàn)顟B(tài);
③同一物體：探究平衡的兩個(gè)力是否作用在同一物體上二力平衡滑輪實(shí)驗(yàn)，必須保持平衡的兩力大小相等、方向相反且在同仍然線上，改變研究物體，將物體分成兩部份，觀察不同的研究物體能夠處于靜止?fàn)顟B(tài);
典型例題：【2017?南京】在“探究二力平衡的條件”活動(dòng)中。
（1）假如物體只遭到兩個(gè)力的作用，且處于狀態(tài)，說明這兩個(gè)力是互相平衡的。由此，小明提出，能夠借助如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究二力平衡的條件？
（2）小華覺得，若采用小明的方案，必須測(cè)出物體所受的和的大小來進(jìn)行比較。研究發(fā)覺，在小明的方案中，只能按照互相作用的關(guān)系直接測(cè)出的大小，在未知二力平衡條件的前提下，另一個(gè)力難以直接檢測(cè)，所以這一方案未能施行下去。
（3）因此，兩位朋友不斷改進(jìn)并先后設(shè)計(jì)了三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，如圖乙所示，請(qǐng)你判定出她們改進(jìn)的先后次序：（用字母表示），這樣的改進(jìn)是為了減少對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。
（4）如圖丙，是最終確認(rèn)的實(shí)驗(yàn)方案。此方案中，因?yàn)椋士ㄆ闹亓珊鲆暡挥?jì)。
【分析】（1）平衡狀態(tài)是指物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)物體受力平衡；（2）彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得重力等于測(cè)力計(jì)的示數(shù)；（3）如何減少磨擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響來剖析解答；（4）將鐵塊置于水平桌面上，鐵塊在水平桌面上靜止或運(yùn)動(dòng)都可能遭到磨擦力的作用，還會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果。
【解答】解：（1）當(dāng)物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，物體遭到的力是平衡的；（2）小華覺得，若采用小明的方案，必須測(cè)出物體所受的拉力和重力的大小來進(jìn)行比較。研究發(fā)覺，在小明的方案中，只能按照互相作用的關(guān)系直接測(cè)出拉力的大小，在未知二力平衡條件的前提下，另一個(gè)力難以直接檢測(cè)，所以這一方案未能施行下去；（3）B圖為滑動(dòng)磨擦，A圖為滾動(dòng)磨擦，C圖只有滑輪間的磨擦，為了減少磨擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，她們改進(jìn)的先后次序：B、A、C；這樣的改進(jìn)是為了減少磨擦對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；（4）如圖丙，是最終確認(rèn)的實(shí)驗(yàn)方案。此方案中，因?yàn)榭ㄆ闹亓h(yuǎn)大于鉤碼的重力，可以忽視不計(jì)。
【答案】（1）靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)；（2）拉力；重力；拉力；（3）B、A、C；磨擦力；（4）卡片的重力遠(yuǎn)大于鉤碼的重力。
【點(diǎn)評(píng)】此題探究的是二力平衡的條件，二力平衡是小學(xué)數(shù)學(xué)熱學(xué)中的難點(diǎn)，也是一個(gè)重點(diǎn)須要把握。
高考重現(xiàn)
習(xí)題1：【2018?無錫】如圖所示，在“探究二力平衡的條件”實(shí)驗(yàn)中．
（1）實(shí)驗(yàn)中定滑輪的作用是；
（2）選擇輕質(zhì)卡片的目的是；
（3）用手將卡片轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，使卡片遭到的大小相等、方向相反的兩個(gè)拉力不在同一條直線上，之后由靜止釋放卡片，依據(jù)（選填字母）狀態(tài)，才能說明這兩個(gè)拉力不是一對(duì)平衡力．
A．松手前卡片靜止B．松手頓時(shí)卡片旋轉(zhuǎn)C．松手后卡片達(dá)到靜止
習(xí)題2：【2017?南京】實(shí)驗(yàn)小組要探究二力平衡條件。實(shí)驗(yàn)中每位鉤碼重力相同，磨擦力忽視不計(jì)。
（1）如圖甲裝置，當(dāng)左右兩端同時(shí)各掛兩個(gè)鉤碼時(shí)，貨車靜止，此時(shí)F1、F2的方向，大小；當(dāng)左右兩端同時(shí)取下一個(gè)鉤碼時(shí)，如圖乙，貨車仍靜止，此時(shí)F3F4；當(dāng)右端再掛上一個(gè)鉤碼時(shí)，如圖丙，貨車將做變速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)F5F6。
（2）在圖甲實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上二力平衡滑輪實(shí)驗(yàn)，將貨車扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度，松手后，觀察貨車的情況，這樣做可以探究哪些問題？。
（3）對(duì)比甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)，當(dāng)貨車靜止時(shí)，水平方向上遭到兩個(gè)力的大小關(guān)系怎么？就能看出面包車受非平衡力作用時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將如何？
習(xí)題3：【2017?武漢】學(xué)習(xí)關(guān)于物體的平衡條件時(shí)，小明同事提出了下述疑惑：只受一個(gè)力作用的物體能保持平衡狀態(tài)嗎？只受兩個(gè)力作用的物體一定保持平衡狀態(tài)嗎？物體處于平衡狀態(tài)時(shí)一定只受兩個(gè)力作用嗎？因此他做了如圖所示實(shí)驗(yàn)，研究物體處于平衡狀態(tài)時(shí)的受力情況。
（1）他將一小球用一根細(xì)線懸掛上去，如圖（a）所示，割斷細(xì)線后小球落下，如圖（b）所示。
（2）他又將一小球用兩根細(xì)線懸掛上去，如圖（c）所示，割斷其中的一根細(xì)線，小球發(fā)生擺動(dòng)，如圖（d）所示。通過實(shí)驗(yàn)他的疑惑得到解決。按照實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及相關(guān)條件，小明同事歸納得出的初步推論：
（1）由圖（a）和（b）可知：；
（2）由圖（a）和（d）可知：；
（3）由圖（a）和（c）可知：。
End
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