蘇科版

八年級下冊

第八章

力與運動

8.1二力平衡

走進游樂場，你可以感受到過山車的驚險和刺激。它時而爬坡減速，時而俯沖加速，時而在彎曲軌道上翻轉，......過山車的運動為什么能如此變化多端?運動與力到底有怎樣的關系?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動狀態？靜止的吊燈勻速上升的潛水艇勻速下降的運動員

自然界中，物體的運動和受力情況大多是復雜的，為了便于研究力與運動的關系，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

二力平衡的應用PARTONE物體的平衡靜止的汽車勻速直線運動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狀態或做勻速直線運動？

力的作用效果相互抵消

物體在受到幾個力的作用時，如果保持靜止或勻速直線運動狀態，我們就說這幾個力相互平衡。則該物體處于平衡狀態。勻速直線運動的汽車

汽車在四個力的作用下做勻速直線運動，處于平衡狀態，這四個力相互平衡。

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

如果物體在兩個力作用下處于平衡狀態，我們就說這兩個力相互平衡，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，都是在兩個力的作用下處于平衡狀態。

這種情況下，物體所受的兩個力有何關系?從上述例子來

看，兩個力的方向相反。你知道這兩個力的大小關系嗎?如圖8-2所示，將系于輕質卡片兩個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。這時卡片所受的兩個拉力方向相反，且在一條直線上。活動8.1探究二力平衡的條件現象：當兩端鉤碼個數相同時，卡片才能靜止（平衡）。圖8-2探究二力平衡的條件1.改變鉤碼的個數，看看卡片在什么情況下平衡、在什么情況下不平衡。兩端鉤碼個數相同兩端鉤碼個數不相同2.將處于平衡狀態的卡片轉過一個角度，使它受到的兩個拉力不在一條直線上.松手時出現什么現象?這說明什么問題?

現象：松手時卡片不能平衡。

（卡片先轉動后靜止）

大量事實表明，當作用在物體上的兩個力大小相等、方向相反且在同一直線上時，這兩個力相互平衡。這就是二力平衡的條件。卡片轉過一個角度另外，我們可以探究作用在物體上的兩個力大小相等、方向相同且在同一直線上時，是否可以二力平衡，我們進行如下實驗操：用手固定住小卡片右端，用兩個大小相等、方向相同、作用在一條直線上的拉力作用在小卡片上，松手時出現什么現象?。現象：松手小卡片不能平衡。實驗視頻(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拉力方向

，并通過調整

來改變拉力的大小；(2)當小卡片平衡時，小華將卡片

（選填“翻轉”或“旋轉”）一個角度，松手后小卡不能

平衡，設計此實驗步驟的目的是為了探究

的兩個力能否平衡；(3)為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，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

．如圖是小華同學探究二力平衡條件時的實驗情景.【答案】(1)相反

鉤碼數量(2)旋轉

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]小卡片左側的鉤碼對其施加向左的拉力，右側的鉤碼對其施加向右的拉

力。兩個拉力方向相反；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

的個數即可調整拉力的大小。（2）[1][2]本實驗中用到了控制變量法，當平衡的小卡片轉過一定角度后，作用在小卡片上

的兩個力的大小相等，方向相反，但不再在同一直線上，所以該實驗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力必須共物，在已經探究了共物的前提下，只要將小卡片一分

為二，使這兩個力不再共物即可。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，但是當兩個力大小相等，方向相反，作用在同一直線上，

作用在同一個物體上時，小卡片還是處于靜止狀態，仍舊能完成實驗。（1）將系于

（選填“塑料”或“金屬”）卡片兩個對角的細線分別跨過支架上的滑輪，

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

；

（3）當卡片平衡時，如圖

A

所示，為了探究不共線的兩個力能否平衡，接下來應該

；（4）當小卡片平衡時，用剪刀沿虛線剪斷小卡片（如圖C所示），發現小卡片不能保持平衡，這是為了驗證

。2

．如圖所示，是小華同學探究二力平衡條件的實驗情景：【答案】(1)塑料(2)兩個平衡的力大小是否相等(3)將小卡片轉過一個角度，觀察小卡片是否平衡(4)兩個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]為了探究兩個平衡的力大小是否相等，保持兩個拉力在同一直線上，調整細線兩端

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

個角度，觀察小卡片是否平衡。（4）[4]為了探究兩個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保持運動狀態不變。1.使兩托盤里的砝碼質量不相等。2.使兩托盤里的砝碼質量相等。3.使兩托盤里的砝碼質量相等，把小車在水平面上扭轉一個角度后釋放。4.使兩托盤里的砝碼質量相等，分別掛在兩個小車上然后釋放。

用小車探究二力平衡的條件實驗視頻小車拉力情況小車運動狀態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動轉動1.作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等，方向相反，并且在同一直線上，這兩個力就彼此平衡，這兩個力相互平衡。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動狀態。實驗結論(1)當左右兩邊砝碼一樣時，物體靜止不動。若往右邊多加了一個砝碼，小車還是不動，此

時小車處于

（“平衡”或“非平衡狀態”）狀態；(2)選用小車而不用木塊的原因是為了減少

對實驗結果的影響；(3)把小車水平扭轉一個角度是為了探究

；(4)為了探究不在同一物體上的兩個力是否平衡，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

加了一個砝碼，右邊砝碼重力較大，所以

F1＜F2

；小車還是不動，即處于靜止狀態，所以

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

摩擦力對實驗結果的影響。（3）把小車水平扭轉一個角度后，小車兩端受到的拉力不在同一直線上，是為了探究不在

同一直線上兩個力是否能平衡。（4）為了探究不在同一物體上的兩個力是否平衡，則應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

二力平衡的應用1.判斷兩個力是否平衡（1）根據二力平衡的條件判斷“等大”“反向”“同體”“共線”，這四個條件缺一不可。【練習】如圖，F1和F2是物體所受的方向相反的兩個力，哪些情況下，

這兩個力是平衡的？（2）根據物體的狀態判斷一個物體在兩個力的作用下，如果處于平衡狀態，則物體所受的這兩個力是平衡力。平衡力運動狀態不改變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動狀態非平衡力運動狀態改變FG向上加速：向下加速：F＞G運動狀態改變，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，運動狀態不改變；F＜GGF已知物體受力已知物體狀態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：

①大小相等；②方向相反；③作用在同一條直線上。2.不同點：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別一對平衡力與相互作用力的區別一對平衡力一對相互作用力相同點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作用在同一個物體上，作用效果是使物體保持平衡分別作用在兩個物體上一般產生兩個不同的效果沒有時間關系同時產生，同時消失不一定是同性質的力是同一種性質的力

走鋼絲是雜技表演的傳統項目之一。雜技演員在鋼絲上行走時，要保持平穩，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。

圖8-3

高空走鋼絲生活?物理?社會

高空走鋼絲1.質量為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。實踐與練習花瓶的重力G=mg=0.5kg×10N/kg=5N.花瓶所受的兩個力平衡，桌面對花瓶的支持力豎直向上，大小也為5N.2.在彈簧測力計的掛鉤上掛100g鉤碼，記錄靜止時彈簧測力計的示數。然后，使彈簧測力認和鉤碼一起向上勻速運動，觀察彈簧測力計(圖8-4)的示數。兩次測量中，彈簧測力計的示數相等嗎?鉤碼靜止時彈簧測力計的示數為1N,當彈簧測力計和鉤碼一起勻速上升時，示數近似為1N，所以相等.3.已知一架遙控模型直升機的質量為0.25kg。若要使該模型直升機勻速升空，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”能穩穩地停在指尖的奧秘是什么?用硬幣、餐叉和高腳杯做一個小實驗：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小實驗的關鍵。8-5(a)從二力平衡的角度解釋；8-5(b)從平衡狀態的角度解釋。1

．如圖所示，各物體受到兩個力，其中彼此平衡的是(

)A

.C

.B

.D

.

A課堂練習2.一個文具盒放在水平桌面上靜止不動，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.關于運動和力，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，一定保持靜止狀態C.物體在平衡力作用下，一定作勻速直線運動D.運動的物體在平衡力作用下，一定作勻速直線運動D4.起重機的鋼絲繩吊著重物，比較在重物靜止時，重物勻速上升時，重物勻速下降時鋼絲繩對重物的拉力大小，則（

）A.重物勻速上升時，拉力最大B.重物靜止時，拉力最大C.重物勻速下降時，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