7.4探究物体受力时怎样运动

支持力重力牵引力阻力7.4探究物体受力时怎样运动物体不受力静止的物体保持静止状态运动的物体匀速直线运动状态温故知新牛顿第一定律的内容是什么？静止状态匀速直线运动状态物体不受力思维启发观察与思考静止在树枝上的小鸟被托起在空中静止不动的杂技演员匀速下降的跳伞运动员和伞FGFGFG下列物体处于什么状态？下列物体受到哪些力？为什么物体受到两个力的作用，其运动状态跟不受力时一样，也能保持静止或匀速直线运动状态呢？这是由于物体受到的两个力的作用效果相互抵消的缘故，相当于物体不受力。一、什么是二力平衡一个物体在两个力的作用下，保持静止状态或做匀速直线运动，我们就说这两个力互相平衡，或者说物体处于二力平衡状态。静止状态匀速直线运动状态二力平衡状态即定义：●重力支持力重力支持力●重力与支持力二力平衡小鸟静止不动重力与支持力二力平衡演员静止不动重力阻力●重力与空气阻力二力平衡跳伞运动员匀速直线运动归纳前面的例子，我们会有什么发现呢？静止状态匀速直线运动二力平衡使物体处于平衡状态的两个力（或多个力）平衡力：平衡状态NGGFＦf例如如果作用在一个物体上的两个力相互平衡，这两个力需要满足什么条件呢？二、二力平衡的条件物体受到两个力的作用，是不是一定就会平衡呢？显然，这两个力是不平衡的，那么两个力满足什么条件才能互相平衡呢？活动1：探究二力平衡的条件1、提出问题：2、猜想：二力平衡要满足什么条件？（提示：从力的三要素来考虑）（2）两个力的大小可能要相等（3）两个力的方向可能要相反（4）两个力可能要在一条直线上（1）两个力应该在同一物体上3、设计实验控制变量法是实验中必须采用的方法。想想看实验要分几次完成呢？实验步骤：1、两盘中砝码的质量相等；2、两盘中砝码的质量不相等；3、两盘中砝码的质量相等，将小车在水平桌面上扭转一个小角度后释放。及时观察、记录：小车的运动情况（运动、静止）、受力情况（水平方向上所受力的大小、方向、作用点）4、进行实验：小车所受二力情况小车运动情况（静止与否）质量方向是否在一直线上相等不相等相等相反是静止相反是运动相反否运动实验记录：二力平衡的条件：作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并作用在同一直线上，则这两个力就相互平衡。5、得出结论：大小相等方向相反作用在同一直线上作用在同一物体上二力平衡条件可以概括为：FGFN如图所示，杯子放在桌面上，处于静止状态。杯子的重力G、杯子对桌面的压力FN、桌面对杯子的支持力F，这些力是什么关系？F与G是一对平衡力FN与F呢？是一对作用力和反作用力一对平衡力一对相互作用力相同点大小方向不同点受力物体作用在同一物体上力的变化一个力发生变化，另一个力不一定随着变化力的性质不同性质的力相同性质的力一对平衡力与一对相互作用力的异同相等相反，且在同一直线上分别作用在两个物体上同时产生、同时变化、同时消失下图的物体中，哪个能处于静止状态？为什么？（a）——不能静止，因为两个力不作用在同一个物体上，不满足二力平衡的条件。活动2：讨论与二力平衡有关的问题（b）——不能静止，因为两个力不在同一直线上，不满足二力平衡的条件（c）——当F1=F2时，可以静止，因为两个力大小相等，方向相反，并且在同一直线上，满足二力平衡的条件（d）——不能静止，因为两个力不在同一直线上，不满足二力平衡的条件（e）——不能静止，因为两个力大小明显不相等，不满足二力平衡的条件静止状态或匀速直线运动受力为平衡力平衡状态平衡力与平衡状态的关系符合二力平衡条件不受力等大反向共线同物归纳、总结：利用二力平衡的条件求另一个力100N100N不会（1）直接用手以5m/s的速度匀速向上拉起100N的物体，所需拉力大小是_____N；如果以5m/s的速度拉着物体匀速下降，所需拉力大小是_____N；如果这个物体在匀速下降过程中受到水平方向一对平衡力的作用，则运动状态______（选填“会”或“不会”）发生改变。二力平衡条件的应用（2）重量为5000牛的汽车，在平直公路上匀速前进，若它所受到的阻力是车重的0.05倍，求汽车发动机的牵引力？已知：G=5000N，f=0.05G=250N求：F=？解：∵汽车做匀速直线运动∴所以水平方向受到平衡力的作用，即F=f=0.05GF=f=0.05×5000N=250N答：汽车发动机的牵引力为250N。D例1、放在水平桌面上的静止不动的书，它受到的一对平衡力是（）A、书受到的重力和它对桌面的压力B、书对桌面的压力和桌面对它的支持力C、地球对书的吸引力和书对地球的吸引力D、书受到的重力和桌面对书的支持力书对桌面的压力和桌面对它的支持力与地球对书的吸引力和书对地球的吸引力是什么关系呢？作用力和反作用力3、根据运动状态判断受力情况GF拉钩码静止G=F拉例2：你知道弹簧测力计测物重时，为什么弹簧测力计的示数就是物体的重力呢？F二力平衡G=F钩码与弹簧相互作用F=F拉受力分析：作用力与反作用力例3、用30牛的力握住重为15牛装油的瓶子悬空静止不动，则手与油瓶之间的摩擦力的大小为_____，若将手的握力增加到40牛，则手与油瓶之间的摩擦力的大小将______（填“增大”、“减小”或“不变”）15N不变例4、小张同学用一水平推力推水平地面上的讲台，结果没有推动，讲台桌受到地面的摩擦力和水平推力是否是一对平衡力呢？4、根据受力情况判断运动状态（1）、一辆小车受到50N的拉力和50N的阻力，小车怎样运动？（2）、一本书G=3N,桌面对它的支持力F=3N,书处于什么状态？F=f匀速直线运动状态F=G静止状态平衡力运动状态不改变（平衡状态）ＦＧ向上匀速向下匀速静止F=G（3）一个物体只受拉力和重力的作用归纳：GNF=50Nf=30NF＞f二力不平衡（非平衡力）运动状态思维启发一辆小车受到50N的拉力和30N的阻力，小车怎样运动？三、非平衡力和物体运动状态的变化活动3：观察物体受非平衡力作用时怎样运动A．将小车放在光滑水平桌面上，在盘中放一个砝码，在拉力作用下，小车的运动状态将怎样变化？进行实验，观察现象：在拉力F的作用下，小车由静止变为运动，并且速度越来越快受力分析：GFN观察到的现象：B．让一个小球从斜面上某一高度处滚到纸板铺垫的水平面上，在摩擦力的作用下，小球的运动状态怎样变化？摩擦阻力使小车的速度越来越慢，最后变为静止。GFf受力分析：观察到的现象：C．将小球抛出去，观察其运动情况．由于受到重力的作用，小球在空中的运动路径是怎样的？它的运动状态是否改变？小球在重力的作用下，运动方向不断变化，沿曲线下降！G观察物体受非平衡力作用时怎样运动1.小车受拉力作用，由静止变为运动并且其运动的速度越来越快。2.小球受摩擦力作用，其运动速度越来越慢，最后变为静止。3.由于受到重力的作用，小球在空中沿曲线运动。G结论：受非平衡力时，运动状态是改变的。fF拉F1F2F1F2，F合=F1—F2F合=F1+F2F1F2作用在同一个物体、同一直线上的两个力。物体的合力：1、若它们的方向相反，则合力为二力之差，方向与较大力的方向相同；2、若它们的方向相同，则合力大小为二力之和，方向与二力方向相同。小车向左加速小车向左减速F＞fF＜f合力方向与v相同v合力方向与v相反GNF=50Nf=30N再讨论活动3之前的例子vGNF=30Nf=50N再如例5、跳伞运动员及携带物品总重力为800牛，从高空竖直下落过程中，开始阶段速度越来越大，则此时他所受空气阻力（填“＞”、“＜”或“＝”，下同）800牛；后来匀速下落，匀速下落时所受的空气阻力800牛。=例6、下列各物体中，受力不平衡的物体是（）A、地球同步卫星B、匀速竖直上升的直升飞机C、静止在水平桌面上的课本D、在平直铁轨上匀速直线行驶的火车A巩固练习1、用沿水平方向的大小为1N的力拉放在水平地面上的物体，但没有拉动，将拉力增大到10N仍没有拉动物体，则物体两次受到的摩擦力的大小是（）A、都是1NB、第一次是1N，第二次是10NC、都是10ND、无法判断B2．起重机的钢丝绳吊着重物，请比较：在重物静止时，重物匀速上升时，重物匀速下降时钢丝绳对重物的拉力大小，则（）A．重物匀速上升时，拉力最大B．重物静止时，拉力最大C．重物匀速下降时，拉力最大D．上述三种情况，拉力一样大C3、两个力的三要素完全相同，这两个力（）A、一定是一对平衡力B、一定不是一对平衡力C、可能是一对平衡力D、无法判断B4、静止的升降机里挂着一支弹簧测力计，称钩上挂一重物，读数为G，升降机匀速上升时，读数为F1，升降机匀速下降时，读数为F2，比较三个读数A、F1﹥G﹥F2B、F1﹥G=F2C、F1=G﹥F2D、F1=G=F2D5、下列几种说法中正确的是（）A、物体受到平衡力作用时，一定静止B、物体匀速直线运动时，一定受平衡力C、所受合力为零的物体可能处于静止状态D、处于静止状态的物体一定没有受力C6、下列说法中正确的是：（）A、有力作用在物体上，物体运动状态一定改变B、要改变物体的运动状态，必需对物体施加力C、物体受平衡力的作用时，一定保持静止状态或匀速直线运动状态D、物体保持静止或匀速直线运动状态，它一定受到了平衡力的作用BC7、在“探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的实验中，为什么要水平拉动弹簧测力计，并使木块做匀速直线运动？8、你认为自然界中存在着不受力的物体吗？月球为什么能绕着地球做曲线运动？地球为什么能绕着太阳作曲线运动？请你想象一下，假如自然界失去引力，将会出现什么情况？（2）降落伞可以给飞船一个巨大的向上阻力，使飞船可以减慢下降的速度。9、讨论下面的问题，并发表你的观点：（1）匀速行驶的汽车，关闭发动机后仍在水平公路上行驶。有人说，这时汽车在水平方向上是作不受力的运动。他的说法对吗？为什么？（2）神州号宇宙飞船降落到地面前，为什么要打开一个巨大的降落伞？（1）他的说法不对，因为汽车在水平方向受地面的摩擦力和空气的阻力作用，它继续往前是因为惯性；小结1、如果两个力作用在同一个物体上，而物体保持静止状态或匀速直线运动，我们就说，这两个力是平衡的或二力平衡2、作用在同一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡3、物体受非平衡力作用时的运动状态是变化的