物理-二力平衡：百科

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物体在几个力的作用下保持静止或匀速直线运动状态，那么该物体处于平衡状态。如果物体在两个力的作用下处于平衡状态，那么这两个力是相互平衡的，简称二力平衡。

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中文名：二力平衡

外文名：Balance force

别    称：牛顿第一定律

表达式：作用力=反作用力

提出者：艾萨克·牛顿

应用学科：力学 物理学

适用领域范围：适用于建筑方面

适用领域范围：物理中的计算

平衡条件简记：①同物②力等大③力反向④力共线

目录

1. 1 平衡条件
2. 2 相互作用力
3. 3 广义说明
4. 4 应用

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平衡条件

大小：相等；

方向：相反二力作用在同一物体上 ，且在同一条直线上；

作用效果：物体保持静止状态或向任一方向运动做匀速直线运动状态；

即：作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡 。

二力平衡的条件是：大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上．

注意：二力平衡的条件简单来说就是同物、等大、反向、共线。特别是“同物”和“共线”这个条件往往被初学者遗漏，而造成对二力平衡做出错误判断。

（注意区分好平衡力与相互作用力之间的异同）。

二力平衡的示意图

一个物体在受到两个力作用时,如果能保持静止或匀速直线运动,我们就说物体处于平衡状态.使物体处于平衡状态的两个力叫做平衡力.两个力作用在物体上,如果物体处于静止状态或匀速直线运动状态,则这两个力的作用效果相互抵消,我们就说这两个力平衡.二力平衡的条件大小：相等方向：相反作用效果：在同一直线上,在同一物体上作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,着两个力就彼此平衡 一个物体可以受多个力,如：竖直向上的支持力和竖直向下的重力等.此时物体是静止或是做匀速直线运动.

 

相互作用力

1.相同：大小相等 方向相反且都在在同一条直线上。

2.不同：平衡力：作用在同一物体上，是两种力。

相互作用力：作用在不同物体上，是一种力，同时产生同时消失（力相互抵消）。

二力平衡是指A→B←C，而相互作用力是指A/C。

非平衡力和物体运动状态的变化

很多事例表明物体受非平衡力作用时，其运动状态是会变化的，有的由静到动，有的由动到静，有的由快变慢，有的由慢变快，还有的改变物体原始运动方向做曲线运动。

两个力作用在物体上，如果物体不能保持静止或匀速直线运动状态，则这两个力的作用效果不可相互抵消(合力不为0），我们就说这两个力不平衡，也叫非平衡力。

注意

物体在被抛入空中最高处的瞬间（也就是自由落体运动的第一瞬间）时是速度为0的，但却不属于静止，当然也不是二力平衡了。另外，当物体受到拉力而摆动，摆动到最高 点时，处于静止状态，如果此时外力全部消失，物体将保持静止。

曲线运动是属于变速运动，不属二力平衡。

 

广义说明

广义上的二力平衡还应包括力矩平衡。

如果一个物体所受到的两个力（或多个力）的合力是0，那么就说这个物体处于力矩平衡状态 ，处于力矩平衡的物体静止或处于匀速旋转（广义上的平衡状态）。

平衡力与作用力的比较：

相同点:【1】作用在同一物体上【2】大小相等 【3】方向相反 【4】作用在一条直线上,可以简单记为：力同体、力等大、力相对、力共线。

不同点：【1】平衡力的作用在同一条物体上，可以是不同性质的力；

相互作用力作用在不同物体上，是相同性质的力

说明：

在判断物体受到的两个力是否一对平衡力时，首先要看清楚两个力是否作用在同一个物体上，然后看其他三个条件是否同时满足；也可以看物体在这两个力的作用下是否保持静止状态或匀速直线运动状态。

 

应用

（1）用弹簧测力计测量物体所受重力时，就是利用二力平衡条件。

（2）放在桌面上的花瓶受到竖直向下的重力和桌面对他竖直向上的支持力，二力平衡。

（3）悬挂着的吊灯，受到竖直向下的重力和吊线对它竖直向上的拉力，二力平衡。

（4）在水平道路上匀速直线运动的汽车，水平方向受到向前的牵引力和向后的阻力，二力平衡。

（5）在竖直方向，汽车受到向下的重力和路面对它向上的支持力，二力平衡。

（6）当物体悬浮或漂浮在液体（气体）中，浮力等于重力，二力平衡解题。

物体受力条件	物体运动状态	说明
受平衡力	静止或匀速直线运动	力不是产生（维持）运动的原因
受非平衡力	加速运动或减速运动	力是改变物体运动状态的原因

实验：探究二力平衡的条件

实验目的：

1．经历探究二力平衡条件的实验过程，归纳、总结得出结论。

2．通过认识平衡力和平衡状态关系，进一步体会力与运动的密切关系。

3．通过参与实验活动，培养学生积极参与主动与科学探究实践的思想和互相配合的协作精神。

实验原理：

力能改变物体的运动状态。

实验器材：

小车、棉线、钩码、滑轮等。

实验步骤：

1．如图1，把小车放在光滑的水平桌面上，向挂在小车两端的托盘里放钩码。这样小车在水平方向受到两个拉力，用力的示意图画出小车受到的两个拉力。观察小车在什么情况下保持运动状态不变。

2．用手按住小车，改变两端钩码数量，使两个拉力大小不等。然后松手，观察小车能不能保持静止。

3．用手按住小车，让两端钩码数量相等，让两个力的方向相同，然后松手，观察小车能不能保持静止。

4．用手按住小车，让两端钩码数量相等，让小车扭转一个角度，然后松手，观察小车能不能保持静止。

5．用手按住小车，让两端钩码数量相等，再让拉力方向相反，且在同一条直线上，然后松手，观察小车能不能保持静止。

分析论证：

要保证物体处于平衡状态，则作用在同一个物体上的两个力，必须大小相等，方向相反，并作用在同一条直线上。简单地说，就是：同体、等值、反向、共线。

评估：

该实验中的小车在水平方向还要受到摩擦阻力，使小车在水平方向受到的力实际是三个。如果阻力比两个拉力小得多，可以忽略的话，可以近似认为小车水平方向只受到两个拉力。这就要求桌面尽可能光滑；小车的轮子滚动自如；选取质量较大的钩码，使两个拉力尽量大些，以削弱摩擦阻力的影响。所用的两个托盘也要相同

实验装置改进：也可以用一张方形卡片纸（注意重量轻些的好）代替小车作为受力物体，卡纸的两个对角分别用线穿过并栓牢，线的另两端绕过铁架台上的滑轮并挂上钩码。然后按上述步骤进行实验。

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