要知道两种力的平衡状态,首先要了解什么叫平衡态,平衡态和力态。
在平衡状态下,当一个物体受到两个或多个力的影响相互抵消时,它处于静止状态或匀速直线运动状态。 其中,静止状态称为静平衡,匀速直线运动状态称为动平衡。
牛顿第一定理告诉我们,所有物体在不受力作用时,总是保持静止或匀速直线运动的状态。 也就是说,当物体不受力时,它的运动状态不会改变。 牛顿所描述的“非受迫”情况在月球上是不存在的。 只有在太空中,我们才能看到牛顿第一定律所描述的化学现象。 根据牛顿第一定理,当一个物体不受力时,它的运动状态是不会改变的。 反之,要改变物体的运动状态,必须对物体施加力。 如果力是不平衡力,运动状态就会改变,如果是平衡力,运动状态就不会改变。 因此,物体运动状态不变的情况有两种:受平衡力作用或不受力影响。 处于平衡状态的物体至少受两种力的作用,这就是两种力的平衡。
两种力达到平衡的条件是什么? 右图是总结二力平衡条件的实验。 实验原理是力可以改变物体的运动状态。 实验器材、车、棉线、吊钩、滑轮等。
实验操作模式。 将货车放在光滑的水平台面上二力平衡的四个条件,将挂钩放入货车两端的托盘中,观察货车运动状态的变化。 用手按住车子,改变两端挂钩的数量,然后松手,观察车子能否保持不动。 用手按住小车,使两端托盘上的挂钩数量相等,两个力的方向相同,观察小车能否保持静止。 用手压住小车,使两端的挂钩数量相等,让小车转一个角度,观察小车能否保持不动。 用手按住小车,使两端挂钩的数量相等,使拉在小车上的拉力方向相反,在同一直线上,观察小车能否保持不动。
在这个实验中,为什么水平方向行驶的货车桌面要尽量平整? 这是因为实验是研究两种力的平衡。 如果不能忽略货车遇到的摩擦阻力,货车将在水平方向上受到三个力的作用。 因此,如果台面光滑,可以理想化为小车只受到两个水平方向的拉力。 另外,降低钩码的质量,使两个拉力远小于摩擦力,可以减少摩擦阻力对实验的影响。
最后得出推论:如果作用在同一物体上的两个力大小相等,方向相反,但在同一条直线上,则这两个力将平衡。 一般情况下,班主任总结成命理公式:同身、等值、逆位、共线。 并称为两种力平衡的四个条件。 必不可少。 右图是一个反例。
双力天平在日常生活中有着广泛的应用。 知道一个力的大小可以推断出另一个力的大小。 例如,水平运行的火车,如果不考虑空气的阻力,如果以匀速直线运动二力平衡的四个条件,摩擦力的大小可由已知的牵引力推导出来。 知道了列车重力的大小,就可以推断出列车所受支撑力(弹力、压力)的大小。
重心是物体重力作用的点。 规则物体的重心在其几何中心,但不规则物体的重心必须借助两个力平衡的知识才能找到。 如右图所示,用线将不规则物体挂在A处,沿挂线画直线AB。 用一条线将其挂在C处,并沿挂线画一条直线CD,则AB与CD的交点O就是不规则物体的重心,其基本原理是利用两个条件——力平衡。
证明的方式是这样的,当不规则物体被两次悬挂时,它受到重力和线形成的拉力,因为物体是静止的,这两对力是平衡力,作用在物体上的重力线和其上的拉力作用线必须在同一直线上,即重力作用点不仅在直线AB上,而且在直线CD上。 两条直线的交点O一定是不规则物体的重心。
两种力的平衡和物体的运动状态。 当一个物体受到平衡力作用时,它总是保持静止或匀速直线运动状态。 它相当于没有力的物体,但不能说物体没有力。 例如,用弹簧测力计检测物体重力时,放在桌子上的物体受到垂直向上的重力和桌子垂直向下的支撑力,而悬挂的电灯则受到垂直向上的重力。力量。 重力和吊线垂直向下的拉力是两个力平衡,使物体保持静止状态。 在水平路面上以匀速直线行驶的车辆,在水平方向上受到向前的牵引力和向后的阻力。 正是这两种力的平衡使物体处于动态平衡状态。
同一直线上的两个力可能平衡也可能不平衡。 如果不平衡,可以用等效代换法来描述,即用合力来描述。 如果一种力的治疗效果与两种力的治疗效果相同,则这种力称为两种力的合力,两种力称为合力的分量。
联合力估计方法。 当F1、F2方向相同时,F合力=F1·F2,合力方向与F1、F2方向相同。 当F1和F2的方向相反时,F=|F1-F2|,合力的方向与较大的力的方向相同。
当物体遇到的合力不为零时,物体的运动状态是不断变化的。 有的由静变动,有的由动变静,有的由快变慢,有的由慢变快,还有运动方向的变化(曲线运动)。 当作用在物体上的合力为零时,物体的运动状态不变。
当合力的方向与物体运动的方向相同时,物体运动的速度由小变大。 当合力的方向与物体的运动方向相反时,物体运动的速度由大变小。 当合力方向与物体运动方向不在一条直线上时,物体运动的速度和方向不断变化,物体作曲线运动。
无论是中学生还是小学生,两种力的平衡力和相互排斥力仍然是容易混淆的难点,也就是重点。 这是因为二力平衡力与互斥力有三处相似,只有一处不同。 同点:大小相等,方向相反,在同一条直线上。 区别:平衡力是作用在同一物体上的两个力。
相互斥力是作用在不同物体上的一种力,用示意图表示:两个力的平衡为A→B←C,相互斥力为A↔C。
判断一个物体上的两个力是否是一对平衡力,首先要判断这两个力的作用点是否在同一个物体上,其次是其他三个条件是否同时满足. 还可以看出,物体在这两种力的作用下,可以保持静止状态或匀速直线运动状态。
非常提醒的是,垂直向上弹丸的瞬间速度在最高点为零,不属于静止,不属于两种力的平衡。 同理,物体摆动时,摆到最低点也不属于静止状态。 双力平衡还包括广义的扭转平衡,物体处于扭转平衡状态,物体处于静止或匀速旋转状态。
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