說(shuō)說(shuō)“二力平衡”應(yīng)用

陳新華

二力平衡的知識(shí)是初中物理力學(xué)部分的重要知識(shí)點(diǎn).二力平衡知識(shí)掌握得好壞，將直接反映同學(xué)們的力學(xué)學(xué)習(xí)水平，并影響今后對(duì)力學(xué)知識(shí)的領(lǐng)悟.

理解二力平衡的條件

二力平衡的條件是：兩個(gè)力大小相等、方向相反、作用在一條直線上、作用在同一個(gè)物體上，即同體、等值、反向、共線，如果兩個(gè)力符合這四個(gè)條件，這兩個(gè)力就是一對(duì)平衡力.二力平衡條件表明.一對(duì)大小相等、方向相反的力平衡時(shí)，該二力必為作用于同一物體上的一對(duì)共點(diǎn)力.

例1 如圖1所示的四種情形中，屬于二力平衡的是（）.

解析：平衡力是指作用在一個(gè)物體上，大小相等、方向相反且在同一直線上的兩個(gè)力.圖A中的兩個(gè)力雖然大小相等、方向相反且作用在同一直線上，但它們不是作用在同一物體上，不是一對(duì)平衡力，A錯(cuò)；圖B中的兩個(gè)力作用在同一物體上，大小相等、方向相反且在同一直線上，符合二力平衡條件，是一對(duì)平衡力，B對(duì)；圖C中的兩個(gè)力作用在同一物體上，方向相反且在同一直線上，但是大小不相等，不是一對(duì)平衡力，C錯(cuò)；圖D中的兩個(gè)力作用在同一物體上，大小相等、方向相反，但沒(méi)有作用在同一直線上，不是一對(duì)平衡力，D錯(cuò).

答案：B

例2-個(gè)物體同時(shí)受到兩個(gè)力的作用，這兩個(gè)力的三要素完全相同，那么這兩個(gè)力（）.

A.-定是平衡力

B.-定不是平衡力

C.可能是平衡力

D.無(wú)法判斷

解析：當(dāng)兩個(gè)力的三要素完全相同時(shí).這兩個(gè)力大小相等、方向相同且兩個(gè)力的作用線重合，方向相同的兩個(gè)力不符合二力平衡的條件，所以三要素完全相同的兩個(gè)力一定不是平衡力.

答案：B

平衡力與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系

一個(gè)物體在兩個(gè)力的作用下.如果處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這兩個(gè)力就是一對(duì)平衡力.在平衡力的作用下，原來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài)的物體.依然處于靜止?fàn)顟B(tài)：原來(lái)運(yùn)動(dòng)的物體，一定以原來(lái)的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng).反之，靜止的物體只受兩個(gè)力作用時(shí).這兩個(gè)力一定是平衡力；做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，如果只受兩個(gè)力作用，那么這兩個(gè)力也一定是平衡力.所以，物體受到平衡力的作用不一定處于靜止?fàn)顟B(tài)，原來(lái)處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的仍保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，原來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài)的仍保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)，即物體受到平衡力的作用時(shí)，其合力為零，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不發(fā)生改變，

例3如圖2.有一條平直的軌道ABC，其中AB段表面粗糙，BC段表面光滑.一輛電動(dòng)小車在4位置由靜止向右運(yùn)動(dòng)，小車靜止時(shí)受到的支持力和是一對(duì)平衡力.小車經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后將做

一（填“加速直線”“減速直線”或“勻速直線”）運(yùn)動(dòng).（不計(jì)空氣阻力）

解析：小車靜止時(shí)，在水平方向不受力，在豎直方向受重力和支持力，由于小車靜止，所以重力和支持力是一對(duì)平衡力.小車經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后，由于BC段表面光滑，小車在水平方向不受力，在豎直方向仍然受平衡力，所以小車保持剛通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變.即小車做勻速直線運(yùn)動(dòng).

答案：重力勻速直線

例4頻閃攝影是研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí)常用的一種實(shí)驗(yàn)方法，圖3中的A、B、C、D是用照相機(jī)拍攝（每0.1s拍攝一次）的小球在不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的照片，其中受到平衡力作用的是（）.

解析：物體在平衡力的作用下將保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，即原來(lái)靜止的物體還保持靜止?fàn)顟B(tài).原來(lái)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體還保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，運(yùn)動(dòng)軌跡是一條直線，且在相等的時(shí)間間隔內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)距離相等，只有圖D符合條件.

答案：D

二力平衡和相互作用力的異同

一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施力時(shí)，另一個(gè)物體也同時(shí)對(duì)它施加力的作用，則這兩個(gè)力是一對(duì)作用力與反作用力.一對(duì)平衡力和一對(duì)相互作用力的相同點(diǎn)是：等值、反向、共線；不同點(diǎn)是：相互作用力的受力物體是兩個(gè)物體，即怍用在兩個(gè)不同的物體上，而平衡力的受力物體是一個(gè)物體，即作用在同一物體上.相互作用力是同一性質(zhì)的力，兩個(gè)力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失：平衡力不一定是相同性質(zhì)的力，一個(gè)力的消失并不影響另一個(gè)力.

例5 如圖4所示.一輛小車在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，以下幾對(duì)力中屬于相互作用力的是（）.

A.小車所受的重力和水平地面的支持力

B.小車受到的牽引力和小車受到的摩擦力

C.小車受到的支持力和小車對(duì)水平地面的壓力

D.小車所受的重力和小車對(duì)水平地面的壓力

解析：平衡力和相互作用力的區(qū)別是：平衡力的受力物體是一個(gè)物體，而相互作用力的受力物體是兩個(gè)物體.對(duì)小車進(jìn)行受力分析，小車在豎直方向受到重力和支持力，在水平方向受到牽引力和摩擦力的作用.由于小車在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng).在豎直方向靜止，所以小車受到平衡力作用，重力和支持力是一對(duì)平衡力，牽引力和摩擦力也是一對(duì)平衡力，A、B不符合題意.小車受到的支持力作用在小車上，而小車對(duì)水平地面的壓力作用在水平地面上.這兩個(gè)力同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失，等值、反向、共線，但不是作用在同一物體上，是一對(duì)作用力與反作用力，C符合題意，圖中，小車受到的重力方向豎直向下，小車對(duì)水平地面的壓力方向垂直向下，它們的方向相同，不符合相互作用力的條件，D不符合題意，

答案：C

學(xué)即用，練一練：

1.長(zhǎng)方體木箱放在水平地面上.木箱上放一木塊，如圖5.則下列分析正確的是（）.

A.木箱受到的重力和地面對(duì)木箱的支持力是一對(duì)平衡力

B.木箱對(duì)地面的壓力和地面對(duì)木箱的支持力是一對(duì)相互作用力

C.木箱對(duì)木塊的支持力和木塊對(duì)木箱的壓力是一對(duì)平衡力

D.地面對(duì)木箱的支持力和木塊對(duì)木箱的壓力是一對(duì)相互作用力

2.如圖6所示，重80N的物體受到F=60N的水平推力作用，沿豎直墻壁向下勻速運(yùn)動(dòng)，則物體受到的摩擦力是（）.

A.20 N

B.140 N

C.80 N

D.60 N

3.用飛機(jī)空投物品，物品下落過(guò)程中，如果它所受的力是一對(duì)平衡力，那么它將做（ ）.

A.勻速運(yùn)動(dòng)

B.減速運(yùn)動(dòng)

C.加速運(yùn)動(dòng)

D.曲線運(yùn)動(dòng)

參考答案：1.B 2.C 3.Aendprint