郭香梅
物體的二力平衡問題是初中的重難點,涉及力的定義、受力分析、力的矢量運算、求解方程等.下面對初中物理二力平衡問題的求解方法進行總結.
1.二力平衡的定義.研究對象受到兩個力的同時作用而處于平衡狀態(tài)時,則這兩個力大小一定相等,方向相反,且作用在同一直線上,其合力一定為零.那么,這兩個力叫作一對平衡力.
2.二力平衡的條件.(1)兩個力大小相等,方向相反.(2)二力作用在同一個物體上.(3)兩個力在同一條直線上.
題型1:一對平衡力與相互作用力的區(qū)分.
例1一個小球靜止在水平桌面上,下列說法正確的是().
A.小球的重力和桌面對小球的支持力是一對平衡力
B.小球的重力壓在桌面上
C.小球?qū)ψ烂娴膲毫妥烂鎸π∏虻闹С至κ且粚ζ胶饬?/p>
D.小球的重力和小球?qū)ψ烂娴膲毫κ且粚ζ胶饬?/p>
解析:利用二力平衡的條件進行求解,根據(jù)二力平衡的定義進行逐項排除.小球的重力作用在小球本身上而不是作用在桌面上,所以B是錯的.小球?qū)ψ烂娴膲毫ψ饔迷谧烂嫔?,平衡力是作用在同一個物體上的兩個力,可見C、D兩個選項同樣是錯的.小球的重力和桌面對物小球的支持力都作用在物體小球上,當小球靜止時,這兩個力大小相等、方向相反、并且在同一條直線上,所以A是正確的.答案為A.
例2如圖1,如果細繩A和彈簧秤B的重力不計,下列各對力中屬于平衡力的是().
A.B對C的拉力與C對B的拉力
B.B對A的拉力與A對B的拉
C.A對B的拉力與B對C的拉力
D.A對B的拉力與C對B的拉力
解析:B對C的拉力與C對B的拉力是一對相互作用力,A錯;B對A的拉力與A對B的拉力是一對相互作用力,B錯;A對B的拉力與B對C的拉力,受力物體不是同一個,C錯.答案為D.
題型2:已知研究對象處于二力平衡,判斷力的方向.
例3如圖2,A、B兩物體疊放在水平面上,水平力F作用在A上,使兩者一起向右做勻速直線運動.下列說法錯誤的是().
A.A、B間無摩擦力
B.A對B的靜摩擦力大小為F,方向向右
C.B對地面的動摩擦力的大小為F,方向向右
D.B受到了向右的靜摩擦力和向左的滑動摩擦力
解析:A做勻速運動,故A的合力為零.由于它受到一個向右的拉力,因此它一定還要受到一個向左的水平力與力F平衡,所以B對A一個水平向左的靜摩擦力為F平衡.由牛頓第三定律可知, A一定要對B施加一個向右的靜摩擦力;B做勻速直線運動,它在水平方向上一定要受到一個向左的力與A對B的靜摩擦力平衡;B是在水平面上運動,顯然地面對B有一個向左的滑動摩擦力,那么B對地面施加一個向右的滑動摩擦力.答案為A.
題型3:已知研究對象處于二力平衡,判斷力的大小.
例4如圖3,放置在水平地面上的三角形M上有一個質(zhì)量為m的小木塊.若小木塊m在三角形M上勻速下滑,三角形M仍保持靜止,那么正確的說法是().
A.三角形M對地面的壓力大于(M+m)g
B.三角形M對地面的壓力等于(M+m)g
C.地面對三角形M沒有摩擦力
D.地面對三角形M有向左的摩擦力
解析:m勻速下滑,M仍保持靜止,采用整體法進行分析,則系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),即水平方向和豎直方向均受到平衡力,因此合外力為零,豎直方向整體的重力和地面對M的支持力二力平衡.根據(jù)二力平衡的條件及其定義N=(M+m)g,水平方向地面對M沒有力的作用,故f=0.答案為B、C.
總之,解決初中物理二力平衡問題必須有明確的解題思路,即二力平衡條件:大小相等,方向相反,作用在同一物體上.