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2. 二力平衡条件

运动和力 · 初二
先确认一下:这一关能不能学
先会这个
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 物体受两个力作用,若保持静止或匀速直线运动状态,则这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。

从哪来 基于“1. 力的认识”中力的三要素及作用效果,结合“2. 同一直线上的二力合成”中合力为零时物体运动状态不变的逻辑推导而来。

为什么 力是改变物体运动状态的原因。若物体受两个力作用而运动状态不变(静止或匀速直线运动),说明这两个力产生的效果相互抵消,即合力为零。根据力的合成规律,只有当两力大小相等、方向相反且共线时,合力才为零,物体才能维持平衡状态。

生活实例法
适合形象思维强、抽象逻辑较弱的学生。 展示一个悬挂静止的吊灯或放在水平桌面上静止的书本。提问:“为什么它不掉下来/不滑走?”引导学生发现:向下的重力与向上的拉力/支持力“打架”打平了。强调“静止”就是平衡的标志,进而引出四个条件。
实验探究法
适合动手能力强、喜欢验证真理的学生。 使用小车和滑轮装置,两端挂砝码。 1. 两边砝码相等,小车静止(平衡); 2. 一边加砝码,小车加速(不平衡); 3. 将小车扭转一个角度,松手后小车转回(不平衡)。 通过控制变量,让学生亲手验证“等大、反向、共线、同体”四个条件缺一不可。
逻辑推演法
适合逻辑思维强、擅长数学推导的学生。 从牛顿第一定律出发:物体不受力或受平衡力时,运动状态不变。 假设受两个力 $F_1, F_2$。若 $F_1 \neq F_2$,合力不为零,必产生加速度(违背静止/匀速前提);若方向不相反或不在同一直线,合力不为零或产生力矩(违背直线运动前提)。因此,必须满足 $F_1 = F_2$ 且方向相反、共线。
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练一道
基础题
一个重 20N 的物体悬挂在绳子上静止不动,求绳子对物体的拉力大小和方向。
变式
一个物体在水平面上做匀速直线运动,受到水平向右的拉力 10N,求它受到的摩擦力大小和方向。
试试手自己判
检测题
一本书静止在水平桌面上,下列哪一对力是平衡力? A. 书受到的重力和书对桌面的压力 B. 书受到的重力和桌面对书的支持力 C. 书对桌面的压力和桌面对书的支持力 D. 书受到的重力和书对地球的引力
看答案和判分标准
答案:B
判对标准:
选 B 为正确。
若选 A:错误,因为压力作用在桌面上,重力作用在书上,受力物体不同。
若选 C:错误,这是一对相互作用力,分别作用在书和桌面上。
若选 D:错误,这是一对相互作用力,分别作用在书和地球上。
只有 B 中,两个力都作用在书上,大小相等(等于书重),方向相反(重力向下,支持力向上),且在同一直线上。
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