探究杠杆平衡的条件表格(我用工具学物理)

二力平衡的现象在我们的生活中随处可见,在教室内的水平课桌、桌子上的书、房间里的吊灯、汽车在水平公路上匀速直线行驶、飞机在空中沿水平方向匀速直线飞行等等,那么二力平衡的条件是什么呢,今天我们用工具探究一下~

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探究杠杆平衡的条件表格(我用工具学物理)(1)

01 基础知识

平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动状态,我们就称物体处于平衡状态(前者为静平衡,后者为动平衡)。

平衡力:处于平衡状态(静止或匀速直线运动状态)的物体所受的力叫做平衡力,物体受平衡力时,几个力的作用效果相互抵消,相当于物体不受力,即平衡力的合力为零。

二力平衡:如果物体只受到两个力而处于平衡状态,这种情况叫做二力平衡。

理解二力平衡时要抓住两个关键问题:

①两个力同时作用在同一物体上;

②物体要保持静止或匀速直线运动状态(即平衡状态)

注意:速度为零的物体不一定处于平衡状态。

02 实验:探究二力平衡的条件

实验设计:在光滑的水平桌面上放一小车,使小车在水平方向上受两个力的作用,改变二力的大小、方向和作用点,探究当小车平衡时二力的关系。

(1)将两根细绳分别系于带挂钩的小车上,且保持两根绳在同一直线上,在两个托盘中放入砝码,分三次实验:第一次使左侧托盘里的砝码质量大于右侧的(左侧20g,右侧10g);第二次使右侧托盘里的砝码质量大于左侧的(右侧20g,左侧10g);第三次左右两侧托盘内放入质量相同的砝码(同时放入20g),分别观察小车状态;

探究杠杆平衡的条件表格(我用工具学物理)(2)

可以看出只有左右受力相等时小车才能静止。

(2)在左右两个托盘内放入相同质量的砝码(20g),转动小车呈一定角度后,松手观察

探究杠杆平衡的条件表格(我用工具学物理)(3)

观察到小车会发生转动,直到左右两侧受力在同一直线上

(3)将右侧的细绳系到左侧,两个托盘中的砝码不变,让两个托盘都向左拉小车时,会发现小车将向左运动

实验记录如下:

探究杠杆平衡的条件表格(我用工具学物理)(4)

实验结论:当小车受到的两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上时,小车处于平衡状态,当不满足其中任一条件时,小车都不会处于平衡状态。

03 二力平衡的条件

(1)作用在同一物体上的两个力大小相等方向相反,且作用在同一直线上,这两个力就是彼此平衡,即合力为零。

(2)平衡力的特点:作用在同一个物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上。

探究杠杆平衡的条件表格(我用工具学物理)(5)

04 平衡力与相互作用力的比较

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