定義
兩個力作用在物體上,如果物體處于靜止狀态或勻速直線運動狀态,則這兩個力的作用效果相互抵消,我們就說這兩個力平衡。
力平衡的條件
大小:相等
方向:相反二力作用在同一物體上 ,且在同一條直線上。
作用效果:物體保持靜止狀态或向任一方向運動做勻速直線運動狀态。即:作用在同一物體上的兩個力,如果大小相等、方向相反,并且在同一條直線上,這兩個力就彼此平衡 。
注意:二力平衡的條件簡單來說就是同體、等大、反向、共線。特别是“同體”和“共線”這個條件往往被初學者遺漏,而造成對二力平衡做出錯誤判斷。(注意區分好平衡力與相互作用力之間的異同)。
平衡力和相互作用力
1.相同:大小相等、方向相反,在同一直線上。
2.不同:平衡力:作用在同一物體上,是兩種力。
相互作用力:作用在不同物體上,是一種力,同時産生同時消失。
二力平衡是指A→B←C,而相互作用力是指A/C。
非平衡力和物體運動狀态的變化
很多事例表明物體受非平衡力作用時,其運動狀态是會變化的,有的由靜到動,有的由動到靜,有的由快變慢,有的由慢變快,還有的改變物體原始運動方向做曲線運動。
兩個力作用在物體上,如果物體不能保持靜止或勻速直線運動狀态,則這兩個力的作用效果不可相互抵消(合力不為0),我們就說這兩個力不平衡,也叫非平衡力。
注意
物體在被抛入空中最高處的瞬間(也就是自由落體運動的第一瞬間)時是速度為0的,但卻不屬于靜止,當然也不是二力平衡了。
另外,當物體受到拉力而擺動,擺動到最高點時,處于靜止狀态,如果此時外力全部消失,物體将保持靜止。
曲線運動是屬于變速運動,不屬二力平衡。
廣義上的二力平衡
廣義上的二力平衡還應包括力矩平衡。
如果一個物體所受到的兩個力(或多個力)的合力是0,那麼就說這個物體處于力矩平衡狀态 ,處于力矩平衡的物體靜止或處于勻速旋轉(廣義上的平衡狀态)。
平衡力與作用力的比較:
相同點:
【1】大小相等
【2】方向相反
【3】作用在一條直線上,可以簡單記為:同體、等大、反向、共線。
不同點:【1】平衡力的作用在同一條物體上,可以是不同性質的力;相互作用力作用在不同物體上,是相同性質的力
說明:
在判斷物體受到的兩個力是否一對平衡力時,首先要看清楚兩個力是否作用在同一個物體上,然後看其他三個條件是否同時滿足;也可以看物體在這兩個力的作用下是否處于靜止狀态或勻速直線運動狀态。
二力平衡的應用
(1)用彈簧測力計測量物體所受重力時,就是利用二力平衡條件。
(2)放在桌面上的花瓶受到豎直向下的重力和桌面對他豎直向上的支持力,二力平衡。
(3)懸挂着的吊燈,受到豎直向下的重力和吊線對它豎直向上的拉力,二力平衡。
(4)在水平道路上勻速直線運動的汽車,水平方向受到向前的牽引力和向後的阻力,二力平衡。
(5)在豎直方向,汽車受到向下的重力和路面對它向上的支持力,二力平衡。