要知道兩種力的平衡狀態,首先要了解什么叫平衡態,平衡態和力態。
在平衡狀態下,當一個物體受到兩個或多個力的影響相互抵消時,它處于靜止狀態或勻速直線運動狀態。 其中,靜止狀態稱為靜平衡,勻速直線運動狀態稱為動平衡。
牛頓第一定理告訴我們,所有物體在不受力作用時,總是保持靜止或勻速直線運動的狀態。 也就是說,當物體不受力時,它的運動狀態不會改變。 牛頓所描述的“非受迫”情況在月球上是不存在的。 只有在太空中,我們才能看到牛頓第一定律所描述的化學現象。 根據牛頓第一定理,當一個物體不受力時,它的運動狀態是不會改變的。 反之,要改變物體的運動狀態,必須對物體施加力。 如果力是不平衡力,運動狀態就會改變,如果是平衡力,運動狀態就不會改變。 因此,物體運動狀態不變的情況有兩種:受平衡力作用或不受力影響。 處于平衡狀態的物體至少受兩種力的作用,這就是兩種力的平衡。
兩種力達到平衡的條件是什么? 右圖是總結二力平衡條件的實驗。 實驗原理是力可以改變物體的運動狀態。 實驗器材、車、棉線、吊鉤、滑輪等。
實驗操作模式。 將貨車放在光滑的水平臺面上二力平衡的四個條件,將掛鉤放入貨車兩端的托盤中,觀察貨車運動狀態的變化。 用手按住車子,改變兩端掛鉤的數量,然后松手,觀察車子能否保持不動。 用手按住小車,使兩端托盤上的掛鉤數量相等,兩個力的方向相同,觀察小車能否保持靜止。 用手壓住小車,使兩端的掛鉤數量相等,讓小車轉一個角度,觀察小車能否保持不動。 用手按住小車,使兩端掛鉤的數量相等,使拉在小車上的拉力方向相反,在同一直線上,觀察小車能否保持不動。
在這個實驗中,為什么水平方向行駛的貨車桌面要盡量平整? 這是因為實驗是研究兩種力的平衡。 如果不能忽略貨車遇到的摩擦阻力,貨車將在水平方向上受到三個力的作用。 因此,如果臺面光滑,可以理想化為小車只受到兩個水平方向的拉力。 另外,降低鉤碼的質量,使兩個拉力遠小于摩擦力,可以減少摩擦阻力對實驗的影響。
最后得出推論:如果作用在同一物體上的兩個力大小相等,方向相反,但在同一條直線上,則這兩個力將平衡。 一般情況下,班主任總結成命理公式:同身、等值、逆位、共線。 并稱為兩種力平衡的四個條件。 必不可少。 右圖是一個反例。
雙力天平在日常生活中有著廣泛的應用。 知道一個力的大小可以推斷出另一個力的大小。 例如,水平運行的火車,如果不考慮空氣的阻力,如果以勻速直線運動二力平衡的四個條件,摩擦力的大小可由已知的牽引力推導出來。 知道了列車重力的大小,就可以推斷出列車所受支撐力(彈力、壓力)的大小。
重心是物體重力作用的點。 規則物體的重心在其幾何中心,但不規則物體的重心必須借助兩個力平衡的知識才能找到。 如右圖所示,用線將不規則物體掛在A處,沿掛線畫直線AB。 用一條線將其掛在C處,并沿掛線畫一條直線CD,則AB與CD的交點O就是不規則物體的重心,其基本原理是利用兩個條件——力平衡。
證明的方式是這樣的,當不規則物體被兩次懸掛時,它受到重力和線形成的拉力,因為物體是靜止的,這兩對力是平衡力,作用在物體上的重力線和其上的拉力作用線必須在同一直線上,即重力作用點不僅在直線AB上,而且在直線CD上。 兩條直線的交點O一定是不規則物體的重心。
兩種力的平衡和物體的運動狀態。 當一個物體受到平衡力作用時,它總是保持靜止或勻速直線運動狀態。 它相當于沒有力的物體,但不能說物體沒有力。 例如,用彈簧測力計檢測物體重力時,放在桌子上的物體受到垂直向上的重力和桌子垂直向下的支撐力,而懸掛的電燈則受到垂直向上的重力。力量。 重力和吊線垂直向下的拉力是兩個力平衡,使物體保持靜止狀態。 在水平路面上以勻速直線行駛的車輛,在水平方向上受到向前的牽引力和向后的阻力。 正是這兩種力的平衡使物體處于動態平衡狀態。
同一直線上的兩個力可能平衡也可能不平衡。 如果不平衡,可以用等效代換法來描述,即用合力來描述。 如果一種力的治療效果與兩種力的治療效果相同,則這種力稱為兩種力的合力,兩種力稱為合力的分量。
聯合力估計方法。 當F1、F2方向相同時,F合力=F1·F2,合力方向與F1、F2方向相同。 當F1和F2的方向相反時,F=|F1-F2|,合力的方向與較大的力的方向相同。
當物體遇到的合力不為零時,物體的運動狀態是不斷變化的。 有的由靜變動,有的由動變靜,有的由快變慢,有的由慢變快,還有運動方向的變化(曲線運動)。 當作用在物體上的合力為零時,物體的運動狀態不變。
當合力的方向與物體運動的方向相同時,物體運動的速度由小變大。 當合力的方向與物體的運動方向相反時,物體運動的速度由大變小。 當合力方向與物體運動方向不在一條直線上時,物體運動的速度和方向不斷變化,物體作曲線運動。
無論是中學生還是小學生,兩種力的平衡力和相互排斥力仍然是容易混淆的難點,也就是重點。 這是因為二力平衡力與互斥力有三處相似,只有一處不同。 同點:大小相等,方向相反,在同一條直線上。 區別:平衡力是作用在同一物體上的兩個力。
相互斥力是作用在不同物體上的一種力,用示意圖表示:兩個力的平衡為A→B←C,相互斥力為A?C。
判斷一個物體上的兩個力是否是一對平衡力,首先要判斷這兩個力的作用點是否在同一個物體上,其次是其他三個條件是否同時滿足. 還可以看出,物體在這兩種力的作用下,可以保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。
非常提醒的是,垂直向上彈丸的瞬間速度在最高點為零,不屬于靜止,不屬于兩種力的平衡。 同理,物體擺動時,擺到最低點也不屬于靜止狀態。 雙力平衡還包括廣義的扭轉平衡,物體處于扭轉平衡狀態,物體處于靜止或勻速旋轉狀態。
,