蘇科版

八年級(jí)下冊

第八章

力與運(yùn)動(dòng)

8.1二力平衡

走進(jìn)游樂場，你可以感受到過山車的驚險(xiǎn)和刺激。它時(shí)而爬坡減速，時(shí)而俯沖加速，時(shí)而在彎曲軌道上翻轉(zhuǎn)，......過山車的運(yùn)動(dòng)為什么能如此變化多端?運(yùn)動(dòng)與力到底有怎樣的關(guān)系?第8章

序言①他們分別受到了哪些力的作用？②這些物體分別處于什么運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？靜止的吊燈勻速上升的潛水艇勻速下降的運(yùn)動(dòng)員

自然界中，物體的運(yùn)動(dòng)和受力情況大多是復(fù)雜的，為了便于研究力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，讓我們從最簡單的情況開始。情景引入0102030405CONTENTS

物體的平衡

二力平衡的條件

二力平衡的應(yīng)用PARTONE物體的平衡靜止的汽車勻速直線運(yùn)動(dòng)的汽車畫出下列汽車的受力示意圖

為什么受力的物體也能保持靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速直線運(yùn)動(dòng)？

力的作用效果相互抵消

物體在受到幾個(gè)力的作用時(shí)，如果保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們就說這幾個(gè)力相互平衡。則該物體處于平衡狀態(tài)。勻速直線運(yùn)動(dòng)的汽車

汽車在四個(gè)力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，這四個(gè)力相互平衡。

物體在受到幾個(gè)力的作用時(shí)，如果保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們就說這幾個(gè)力相互平衡。則該物體處于平衡狀態(tài)。水桶在三個(gè)力的作用下靜止不動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，這三個(gè)力相互平衡。

如果物體在兩個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)，我們就說這兩個(gè)力相互平衡，簡稱二力平衡。靜止的小鳥懸掛的吊燈勻速下落的人與降落傘

PARTTWO

二力平衡的條件

前面簡述的小鳥、吊燈，都是在兩個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài)。

這種情況下，物體所受的兩個(gè)力有何關(guān)系?從上述例子來

看，兩個(gè)力的方向相反。你知道這兩個(gè)力的大小關(guān)系嗎?如圖8-2所示，將系于輕質(zhì)卡片兩個(gè)對角的線分別跨過支架上的滑輪，然后在線的兩端分別掛上鉤碼。這時(shí)卡片所受的兩個(gè)拉力方向相反，且在一條直線上?；顒?dòng)8.1探究二力平衡的條件現(xiàn)象：當(dāng)兩端鉤碼個(gè)數(shù)相同時(shí)，卡片才能靜止（平衡）。圖8-2探究二力平衡的條件1.改變鉤碼的個(gè)數(shù)，看看卡片在什么情況下平衡、在什么情況下不平衡。兩端鉤碼個(gè)數(shù)相同兩端鉤碼個(gè)數(shù)不相同2.將處于平衡狀態(tài)的卡片轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，使它受到的兩個(gè)拉力不在一條直線上.松手時(shí)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?這說明什么問題?

現(xiàn)象：松手時(shí)卡片不能平衡。

（卡片先轉(zhuǎn)動(dòng)后靜止）

大量事實(shí)表明，當(dāng)作用在物體上的兩個(gè)力大小相等、方向相反且在同一直線上時(shí)，這兩個(gè)力相互平衡。這就是二力平衡的條件。卡片轉(zhuǎn)過一個(gè)角度另外，我們可以探究作用在物體上的兩個(gè)力大小相等、方向相同且在同一直線上時(shí)，是否可以二力平衡，我們進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操：用手固定住小卡片右端，用兩個(gè)大小相等、方向相同、作用在一條直線上的拉力作用在小卡片上，松手時(shí)出現(xiàn)什么現(xiàn)象??，F(xiàn)象：松手小卡片不能平衡。實(shí)驗(yàn)視頻(1)小華將系于小卡片兩對角的線分別跨過左右支架上的滑輪，在線的兩端掛上鉤碼，使作

用在小卡片上的兩個(gè)拉力方向

，并通過調(diào)整

來改變拉力的大??；(2)當(dāng)小卡片平衡時(shí)，小華將卡片

（選填“翻轉(zhuǎn)”或“旋轉(zhuǎn)”）一個(gè)角度，松手后小卡不能

平衡，設(shè)計(jì)此實(shí)驗(yàn)步驟的目的是為了探究

的兩個(gè)力能否平衡；(3)為了驗(yàn)證只有作用在同一物體上的兩個(gè)力才能平衡，在圖甲所示情況下，小華下一步的

操作是

；(4)利用圖乙裝置

（選填“能”或“不能”）探究二力平衡的條件。1

．如圖是小華同學(xué)探究二力平衡條件時(shí)的實(shí)驗(yàn)情景.【答案】(1)相反

鉤碼數(shù)量(2)旋轉(zhuǎn)

不在同一條直線上(3)將小卡片從中間剪開

(4)能練一練【詳解】（1）[1][2]小卡片左側(cè)的鉤碼對其施加向左的拉力，右側(cè)的鉤碼對其施加向右的拉

力。兩個(gè)拉力方向相反；由于是鉤碼的重力提供了拉力，并且鉤碼大小相同，所以改變鉤碼

的個(gè)數(shù)即可調(diào)整拉力的大小。（2）[1][2]本實(shí)驗(yàn)中用到了控制變量法，當(dāng)平衡的小卡片轉(zhuǎn)過一定角度后，作用在小卡片上

的兩個(gè)力的大小相等，方向相反，但不再在同一直線上，所以該實(shí)驗(yàn)探究的是平衡力是否在

同一條直線上。（3）要探究相互平衡的兩個(gè)力必須共物，在已經(jīng)探究了共物的前提下，只要將小卡片一分

為二，使這兩個(gè)力不再共物即可。具體做法可以用剪刀將紙片剪開。（4）定滑輪的位置雖然不等高，但是當(dāng)兩個(gè)力大小相等，方向相反，作用在同一直線上，

作用在同一個(gè)物體上時(shí)，小卡片還是處于靜止?fàn)顟B(tài)，仍舊能完成實(shí)驗(yàn)。（1）將系于

（選填“塑料”或“金屬”）卡片兩個(gè)對角的細(xì)線分別跨過支架上的滑輪，

在細(xì)線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片的兩個(gè)拉力方向相反；（2）保持兩個(gè)拉力在同一直線上，調(diào)整細(xì)線兩端的鉤碼，如圖B所示，小卡片不平衡，這是為了驗(yàn)證

；

（3）當(dāng)卡片平衡時(shí)，如圖

A

所示，為了探究不共線的兩個(gè)力能否平衡，接下來應(yīng)該

；（4）當(dāng)小卡片平衡時(shí)，用剪刀沿虛線剪斷小卡片（如圖C所示），發(fā)現(xiàn)小卡片不能保持平衡，這是為了驗(yàn)證

。2

．如圖所示，是小華同學(xué)探究二力平衡條件的實(shí)驗(yàn)情景：【答案】(1)塑料(2)兩個(gè)平衡的力大小是否相等(3)將小卡片轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，觀察小卡片是否平衡(4)兩個(gè)平衡的力是否作用在同一物體上【詳解】（1）[1]由于塑料小卡片的質(zhì)量比金屬小卡片小很多，所以，要使用塑料卡片。（2）[2]為了探究兩個(gè)平衡的力大小是否相等，保持兩個(gè)拉力在同一直線上，調(diào)整細(xì)線兩端

的鉤碼，改變兩個(gè)力的大小。（3）[3]為了探究兩個(gè)平衡力是否在同一條直線上，應(yīng)控制拉力大小相等，將小卡片轉(zhuǎn)過一

個(gè)角度，觀察小卡片是否平衡。（4）[4]為了探究兩個(gè)平衡的力是否作用在同一物體上，用剪刀沿虛線迅速剪斷小卡片，觀

察小卡片是否平衡。把小車放在光滑的水平桌面上，向掛在小車兩端的托盤里加砝碼。觀察小車在什么條件下會(huì)保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。1.使兩托盤里的砝碼質(zhì)量不相等。2.使兩托盤里的砝碼質(zhì)量相等。3.使兩托盤里的砝碼質(zhì)量相等，把小車在水平面上扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度后釋放。4.使兩托盤里的砝碼質(zhì)量相等，分別掛在兩個(gè)小車上然后釋放。

用小車探究二力平衡的條件實(shí)驗(yàn)視頻小車?yán)η闆r小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)受力大小方向是否在一條直線上相等不相等相等相反是相反是相反否靜止開始運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)1.作用在同一物體上的兩個(gè)力，如果大小相等，方向相反，并且在同一直線上，這兩個(gè)力就彼此平衡，這兩個(gè)力相互平衡。這就是二力平衡的條件。簡單稱之為：同物、等大、反向、同線。2.如果物體上只受到兩個(gè)力作用，兩力大小相等、方向相反并在同一直線上，那么物體一定處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)當(dāng)左右兩邊砝碼一樣時(shí)，物體靜止不動(dòng)。若往右邊多加了一個(gè)砝碼，小車還是不動(dòng)，此

時(shí)小車處于

（“平衡”或“非平衡狀態(tài)”）狀態(tài)；(2)選用小車而不用木塊的原因是為了減少

對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；(3)把小車水平扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度是為了探究

；(4)為了探究不在同一物體上的兩個(gè)力是否平衡，我們把小車換成紙片，然后我們怎么做

。3

．用如圖裝置探究二力平衡的條件。【答案】(1)平衡(2)摩擦力(3)不在同一直線上兩個(gè)力是否能平衡(4)用剪刀把小卡片從中間剪開練一練【詳解】（1）如圖，桌子兩側(cè)為定滑輪，小車受到的拉力等于盤中砝碼的重力，若往右邊多

加了一個(gè)砝碼，右邊砝碼重力較大，所以

F1＜F2

；小車還是不動(dòng)，即處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以

此時(shí)小車處于平衡狀態(tài)，這是由于小車受到摩擦力作用的緣故。（2）在相同條件下，滾動(dòng)摩擦比滑動(dòng)摩擦小得多，選用小車而不用木塊的原因是為了減少

摩擦力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。（3）把小車水平扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度后，小車兩端受到的拉力不在同一直線上，是為了探究不在

同一直線上兩個(gè)力是否能平衡。（4）為了探究不在同一物體上的兩個(gè)力是否平衡，則應(yīng)使兩邊的拉力作用在不同物體上，

我們把小車換成紙片，然后我們應(yīng)該用剪刀把小卡片從中間剪開，讓小卡片一分為二，使兩

邊的拉力分別作用在兩個(gè)小卡片上。所以做法為：用剪刀把小卡片從中間剪開。PARTTHREE

二力平衡的應(yīng)用1.判斷兩個(gè)力是否平衡（1）根據(jù)二力平衡的條件判斷“等大”“反向”“同體”“共線”，這四個(gè)條件缺一不可。【練習(xí)】如圖，F(xiàn)1和F2是物體所受的方向相反的兩個(gè)力，哪些情況下，

這兩個(gè)力是平衡的？（2）根據(jù)物體的狀態(tài)判斷一個(gè)物體在兩個(gè)力的作用下，如果處于平衡狀態(tài)，則物體所受的這兩個(gè)力是平衡力。平衡力運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不改變FG向上勻速：F=G向下勻速：F=G靜止：F=G物體只受拉力和重力的作用2.分析二力平衡與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)非平衡力運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變FG向上加速：向下加速：F＞G運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，一定有力作用在物體上，并且是非平衡力。有平衡力作用在物體上，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不改變；F＜GGF已知物體受力已知物體狀態(tài)已知拉力大小求重力大小二力平衡條件3.求重力的大小F支GF支F壓1.相同點(diǎn)：

①大小相等；②方向相反；③作用在同一條直線上。2.不同點(diǎn)：平衡力作用在同一物體上；相互作用力作用在不同物體上。

一對平衡力與相互作用力的區(qū)別一對平衡力與相互作用力的區(qū)別一對平衡力一對相互作用力相同點(diǎn)大小相等大小相等方向相反方向相反作用在同一條直線上作用在同一條直線上不同點(diǎn)作用在同一個(gè)物體上，作用效果是使物體保持平衡分別作用在兩個(gè)物體上一般產(chǎn)生兩個(gè)不同的效果沒有時(shí)間關(guān)系同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失不一定是同性質(zhì)的力是同一種性質(zhì)的力

走鋼絲是雜技表演的傳統(tǒng)項(xiàng)目之一。雜技演員在鋼絲上行走時(shí)，要保持平穩(wěn)，就要讓他的身體所受的重力與鋼絲對他的支持力平衡。因此，演員往往要手持一根長棒，不斷調(diào)整棒的位置，盡量使身體和棒整體的重力作用線豎直向下通過鋼絲，如圖8-3所示。只有這樣，他才能在鋼絲上保持平衡，做到有驚無險(xiǎn)。

圖8-3

高空走鋼絲生活?物理?社會(huì)

高空走鋼絲1.質(zhì)量為0.5kg的花瓶放在水平桌面上，請說明桌面對花瓶支持力的大小和方向。實(shí)踐與練習(xí)花瓶的重力G=mg=0.5kg×10N/kg=5N.花瓶所受的兩個(gè)力平衡，桌面對花瓶的支持力豎直向上，大小也為5N.2.在彈簧測力計(jì)的掛鉤上掛100g鉤碼，記錄靜止時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)。然后，使彈簧測力認(rèn)和鉤碼一起向上勻速運(yùn)動(dòng)，觀察彈簧測力計(jì)(圖8-4)的示數(shù)。兩次測量中，彈簧測力計(jì)的示數(shù)相等嗎?鉤碼靜止時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為1N,當(dāng)彈簧測力計(jì)和鉤碼一起勻速上升時(shí)，示數(shù)近似為1N，所以相等.3.已知一架遙控模型直升機(jī)的質(zhì)量為0.25kg。若要使該模型直升機(jī)勻速升空，氣需要給它提供多大的升力?F=G=mg=0.25kg×10N/kg=2.5N.4.如圖8-5(a)所示，“老鷹”能穩(wěn)穩(wěn)地停在指尖的奧秘是什么?用硬幣、餐叉和高腳杯做一個(gè)小實(shí)驗(yàn)：將兩把餐叉彼此相對，夾住一枚一元(或五角)硬幣，再輕輕地將硬幣平放或立在杯口上，如圖8-5(b)所示。請說出能順利完成這個(gè)小實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。8-5(a)從二力平衡的角度解釋；8-5(b)從平衡狀態(tài)的角度解釋。1

．如圖所示，各物體受到兩個(gè)力，其中彼此平衡的是(

)A

.C

.B

.D

.

A課堂練習(xí)2.一個(gè)文具盒放在水平桌面上靜止不動(dòng)，下列力中屬于一對平衡力的是（）A.文具盒對桌面的壓力和桌面對文具盒的支持力；B.文具盒的重力和文具盒對桌面的壓力；C.文具盒的重力和桌面對文具盒的支持力。D.文具盒的重力和文具盒對地球的吸引力

C3.關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力，下列說法正確的是（）A.物體處于靜止，一定不受外力 B.物體在平衡力作用下，一定保持靜止?fàn)顟B(tài)C.物體在平衡力作用下，一定作勻速直線運(yùn)動(dòng)D.運(yùn)動(dòng)的物體在平衡力作用下，一定作勻速直線運(yùn)動(dòng)D4.起重機(jī)的鋼絲繩吊著重物，比較在重物靜止時(shí)，重物勻速上升時(shí)，重物勻速下降時(shí)鋼絲繩對重物的拉力大小，則（

）A.重物勻速上升時(shí)，拉力最大B.重物靜止時(shí)，拉力最大C.重物勻速下降時(shí)，拉力最大D.上述三種情況，拉力一樣大DV5.在平直公路上勻速行使的汽車受到幾對平衡