7-5二力平衡.doc

7-5二力平衡自然界中有的物体运动状态在不断变化，例如进站的火车，被推出去的铅球，它们的运动状态都在变化。还有一类物体运动状态保持不变，例如挂在枝头静止不动的苹果；站在地面上的人；匀速下落的伞兵。物理学中称静止状态或匀速直线运动状态的物体处于平衡状态。处于平衡状态的物体或者不受力或者受平衡力的作用。由于地球上完全不受力作用的物体是没有的，因此处于平衡状态的物体一定受到平衡力的作用。而最简单的平衡力是二力平衡。如果一个物体在两个力的作用下保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这两个力是平衡的，称为二力平衡。（一）由探究实验得到二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反，并作用在同一直线上，概括为同体、等值、反向、共线。且合力为零平衡力跟一对相互作用力（即作用力与反作用力）是力学中常见的两对力，很容易混淆一对平衡力与一对相互作用力的区别：一对平衡力一对相互作用力相同点1大小相等大小相等2方向相反方向相反3作用在同一直线上作用在同一直线上不同点1作用在同一物体上（平衡力的作用效果可以互相抵消，合力为零）作用在不同的物体上（一对相互作用力不能互相抵消，也不能求它们的合力）2不一定同时存在同时存在，同时消失3不一定是同一性质的力一定是同一性质的力如图中，一个重力为G的物体放在水平地面上保持静止，重力G和地面的支持力N为一对平衡力，它们都作用在同一物体上，大小 相等、方向相反，作用效果互相抵消。而支持力N的反作用力N是物体对地面的作用力，受力物体是地面，虽然与N大小相等、方向相反，但不能互相抵消。G的反作用力是物体对地球的吸引力（图上没有画出）与重力G也不能互相抵消。（二）二力平衡的应用如果物体受两个力作用而处于平衡状态，我们就可以根据其中一个力的大小和方向判断出另一个力的大小和方向。利用弹簧测力计为什么可以测量物体所受重力的大小？分析：物体挂在弹簧测力计下静止时受到两个力的作用，一个是重力G，一个是拉力F，这两个力是平衡力。根据二力平衡条件可知F=G。因为拉力F的大小是由弹簧测力计的示数表示的，所以弹簧测力计的示数就表示物体所受重力的大小。用弹簧测力计为什么能够测出物体在水平面上匀速运动时所受的摩擦力？分析：同样根据二力平衡条件，在水平方向拉力与摩擦力这两个力是平衡力，拉力F的大小由弹簧测力计的示数表示出来，所以弹簧测力计的示数就表示物体运动时所受的摩擦力的大小（三）如何对物体作简单的受力分析？如何分析一个物体受到哪几个的作用，各方向如何，这是学好力学必过之关，会进行受力分析，画物体受力示意图，将有利于我们发现问题和解决问题。受力分析的任务就是明白所研究的对象到底受几个力的作用？每个力的方向如何？施力物体是什么？并用一个受力分析图明确地表示出来。对物体进行受力分析的步骤a. 确定研究对象（受力物体）。b. 有重力先画重力。c. 看被研究对象与哪几个物体相接触， 其中哪几个物体对它有拉力或压力或支持力等其他力d. 看被研究对象与哪几个面接触，相互接触的表面处有无相对运动或有相对运动趋势来确定是否存在摩擦力。 e. 最后检查所画的力是否有漏画、多画、和重复画等，直至准确无误为止。如：小轿车在一段平直的公路上向右匀速行驶，在竖直方向上保持静止状态，受到一对平衡力：重力和支持力；在水平方向上也受到一对平衡力：向前的牵引力和向后的阻力。【典型例题】例1. 如图所示，a和b、c，电线拉灯的力F、电灯拉线的力T、电灯的重力G，到底哪两个力是一对平衡力呢？ 分析与解答： 以灯为研究对象，灯静止不动，说明灯受到的两个力是一对平衡力。 很明显，电线对灯的拉力F，灯的重力G这两个力都是灯受的力，因此，它们是一对平衡力。电灯对线的拉力T和线对电灯的拉力F，虽然大小相等，方向相反，作用在一条直线上，但这两个力不是作用在同一物体上，因而是一对相互作用力。所以选C。例2. 如图所示用60牛的水平力按住一质量为1千克的木块，当木块沿竖直墙壁匀速滑下时，木块受到的摩擦力的大小是 （g=10N/kg） （ ）A. 10N B70. N C. 60N D. 50N分析与解答：木块沿竖直墙壁匀速滑下，说明木块在竖直方向处于平衡状态，在竖直方向上受到一对平衡力，即竖直向下的重力G作用和竖直向上的摩擦力作用f，这两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上，它们是一对平衡力。f = G = m g= 1 kg10N/kg = 10N所以正确答案是A.例3如图所示，将B、A两个磁环先后套在光滑的木支架上，并使两磁环相对面的极性相同，此时可以看到上方的磁环“悬浮”在空中，设两磁环受到的重力相等，大小都为G，则磁环B对木支架底座的压力F与重力G的大小关系是：（ ） A. F G B. F = G C. G F 2 G D. F = 2G 分析与解答：首先得知道磁环“悬浮”的原因是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。A磁环之所以“悬浮”在空中，是因为受到B磁环的排斥作用根据力的作用是相互的，B磁环同样受到A磁环的排斥作用。题中研究对象是支架底座，其受到的压力F应是B磁环的物重和A磁环给予B磁环的斥力之和。又因为A磁环