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所谓“二力平衡”,是指物体在受到两个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这两个力彼此平衡.
二力平衡的条件是:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡.
类型1着眼于二力平衡的概念和条件的考察,解决此类问题的关键是抓住平衡力的四要素“同体、共线、反向、等值”.
例如下列各图中,F1和F2是一对平衡力的是().
答案C
类型2将平衡力与物体的运动状态结合起来,考察力与物体运动状态的关系,解决此类问题的关键应抓住:静止的物体不受力或受平衡力;匀速直线运动的物体不受力或受平衡力;物体不受力时,物体处于静止或匀速直线运动状态;物体受平衡力时,物体处于静止或匀速直线运动状态.
例1一个重500N的人站在电梯中,求下列情况下电梯底面对人的支持力大小和方向.
(1)人和电梯一起静止不动;
(2)人和电梯一起以2m/s速度匀速上升;
(3)人和电梯一起以2m/s速度匀速下降.
解析本题以人为研究对象,人站在电梯中受重力和为电梯底面对人的支持力.人在重力和支持力的作用下,保持静止或做匀速直线运动,这两个力必定为平衡力.根据二力平衡条件可知这两个力必定大小相等,方向相反,由于重力的大小和方向确定,就可根据上面的条件得出支持力的大小和方向.
答案三种情况电梯底面对人的支持力均为500N,方向均为竖直向上.
例2一物块重4N,体积为5dm3,浸没在水中,松开手静止后,它受到的浮力多大?
解析浸没在水中物块受到重力和浮力作用,根据阿基米德原理计算出浸没物块的浮力为5N,浮力大于重力,合力不为零,物块上浮,露出水面,最终漂浮在液面上,物体处于平衡状态,可知浮力等于重力为4N.
例3一放在水平地面上的木箱重450N,一人用50N的力水平向右推木箱(木箱未动),则木箱与地面的摩擦力是多大?如果把推力增大到100N(木箱也未动),此时木箱与地面的摩擦力又是多大?
解析物体在水平方向受到两个力的作用:拉力和反方向的摩擦力.木箱一直处于静止状态,根据二力平衡知识,木箱在两种情况下都处于平衡状态,水平方向上它受到的摩擦力和推力是一对平衡力.即用50N的力推木箱时摩擦力是50N,用100N的力推木箱时摩擦力是100N.
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二力平衡的条件是:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡.
类型1着眼于二力平衡的概念和条件的考察,解决此类问题的关键是抓住平衡力的四要素“同体、共线、反向、等值”.
例如下列各图中,F1和F2是一对平衡力的是().
答案C
类型2将平衡力与物体的运动状态结合起来,考察力与物体运动状态的关系,解决此类问题的关键应抓住:静止的物体不受力或受平衡力;匀速直线运动的物体不受力或受平衡力;物体不受力时,物体处于静止或匀速直线运动状态;物体受平衡力时,物体处于静止或匀速直线运动状态.
例1一个重500N的人站在电梯中,求下列情况下电梯底面对人的支持力大小和方向.
(1)人和电梯一起静止不动;
(2)人和电梯一起以2m/s速度匀速上升;
(3)人和电梯一起以2m/s速度匀速下降.
解析本题以人为研究对象,人站在电梯中受重力和为电梯底面对人的支持力.人在重力和支持力的作用下,保持静止或做匀速直线运动,这两个力必定为平衡力.根据二力平衡条件可知这两个力必定大小相等,方向相反,由于重力的大小和方向确定,就可根据上面的条件得出支持力的大小和方向.
答案三种情况电梯底面对人的支持力均为500N,方向均为竖直向上.
例2一物块重4N,体积为5dm3,浸没在水中,松开手静止后,它受到的浮力多大?
解析浸没在水中物块受到重力和浮力作用,根据阿基米德原理计算出浸没物块的浮力为5N,浮力大于重力,合力不为零,物块上浮,露出水面,最终漂浮在液面上,物体处于平衡状态,可知浮力等于重力为4N.
例3一放在水平地面上的木箱重450N,一人用50N的力水平向右推木箱(木箱未动),则木箱与地面的摩擦力是多大?如果把推力增大到100N(木箱也未动),此时木箱与地面的摩擦力又是多大?
解析物体在水平方向受到两个力的作用:拉力和反方向的摩擦力.木箱一直处于静止状态,根据二力平衡知识,木箱在两种情况下都处于平衡状态,水平方向上它受到的摩擦力和推力是一对平衡力.即用50N的力推木箱时摩擦力是50N,用100N的力推木箱时摩擦力是100N.
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