文档内容
8.2 二力平衡（教学设计）
年级 八年级 授课时间
课题 8.2 二力平衡
1. 依据生活经验认识平衡力和平衡状态的概念，会判断物体受到的力是否为
教学 平衡力。
目标 2. 经历探究二力平衡条件的实验过程，归纳、总结出结论。
3. 会利用二力平衡的知识分析解决实际问题。
本节是在学生学习了牛顿第一定律的基础上，通过对保持静止状态和匀速直
线运动状态的物体进行受力分析展开的，它为后面学习测量滑动摩擦力、浮力等
打下基础。
本节内容由“二力平衡的条件”和“二力平衡条件的应用”两部分构成。教
教材
学的重点是二力平衡的条件，关键是让学生经历探究二力平衡条件的实验过程。
分析
二力平衡条件的应用是本节教学的难点，突破它的关键是通过对生活中实例的观
察与分析，引导学生归纳、总结、应用二力平衡条件。
探究二力平衡的条件侧重于进行实验与收集证据、分析与论证这两个要素，
注重培养学生实验动手能力以及分析数据、处理结果的能力。
小车、钩码、细绳、木板、滑轮、硬纸板等。
教学
多媒体ppt，包含视频：《探究二力平衡的条件》、《平衡力与平衡状态》、
器材
《二力平衡》等。
教学过程
教师活动 学生活动
导入新课
【复习提问】
牛顿第一定律告诉我们，一切物体在不受外力作用时，总保持匀速直线运
动状态或静止状态。
观看图片，思
能不能反过来说，凡是保持静止状态或匀速直线运动状态的物体都没有受
考问题，进入
到外力呢？
情景.
我们周围的物体都受到力的作用，不受力的物体是不存在的。在受力的情
况下，物体有时也会保待静止或匀速直线运动状态，即运动状态不变。在受力的情况下，物体也会保持静止或匀速直线运动状态。这是为什么？
这些力之间有关系吗？——《8.2二力平衡》。
学习新课 一、 二力平衡的条件
1. 物体的受力分析
【提问并进行分析】下面这些物体处于什么状态？分析这些物体分别受到
哪些力的作用？
（1）静止在桌面上的杯子
杯子受到的力有：重力G与桌面的支持力F。
学生可以分析
其中的几例，
了解生活中常
见物体的受力
情况.
（2）悬挂的电灯受到的力有：重力G与绳子的拉力F。
（3）匀速下落的跳伞运动员受到的力有：重力G与空气的阻力F。
（4）水平匀速前进的小汽车
在竖直方向上：汽车的重力G、地面的支持力N；在水平方向上：牵引力
F、空气与地面的阻力f。
【归纳】牛顿第一定律是在理想状况下成立的，而在现实中，当一个物体
受几个力作用时，也能保持静止或匀速直线运动状态，即运动状态不变。 认识平衡状
态、平衡力、
2. 平衡状态与平衡力
力的平衡等概
（1）平衡状态：物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状 念。
态，我们就说这几个力平衡，物体处于平衡状态。
（2）平衡力：使物体处于平衡状态的两个力（或多个力）叫做平衡力。
（3）二力平衡：当物体受到两个力的作用时，如果物体保持静止或匀速直
线运动状态，我们就说这两个力相互平衡，简称二力平衡。3. 实验探究：二力平衡的条件 与老师一起进
行实验设计。
【提出问题】二力平衡时，二力的大小、方向、作用点应该有什么关系?
它们在一条直线上吗?下面通过实验探究二力平衡的条件。
【实验设计】
如图所示，将小车放在光滑的水平桌面上，使小车在水平方向上受两个力
的作用。采用控制变量法进行探究，分别改变这两个力的大小（通过改变砝码
的质量）、方向、是否共线（通过扭转小车实现）和是否同体（通过分别拉2
辆小车实现），由静止释放小车，观察小车在什么条件下会保持静止状态不
变。
【实验器材】
木板、小车、砝码、细线、定滑轮、弹簧测力计、等质量小盘2个。
进行实验，观
察实验过程与
实验现象，记
录实验数据。
【进行实验并收集数据】
（1）如实验装置图甲所示，将小车放在光滑的水平桌面上，安装好实验装
置。在两边的托盘里分别放上质量不相等的砝码，观察小车的运动情况。
（2）在两边的托盘里放上质量相等的砝码，观察小车的运动情况。
（3）将连接小车右侧托盘的细线挂于小车左侧挂钩处，使二力的方向同时
向左，观察小车的运动情况（乙图）。
（4）保持两边托盘里的砝码质量相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度
后释放，观察小车的运动情况（丙图）。
（5）控制二力的大小不变，方向相反，保持二力在同一直线上，用细线把
两个小车的挂钩连在一起，用剪刀把细线剪断，观察小车的运动情况（丁
图）。
【实验记录】
是否作用
力的 力的 是否在同 小车是否
序号 在同一物
大小 方向 一直线上 平衡
体上
1 不相等 相反 是 是 否
2 相等 相反 是 是 是
3 相等 相同 是 是 否
4 相等 相反 不是 是 否5 相等 相反 是 不是 否
【分析与论证】
（1）比较表中实验序号1与2可知，要使小车保持静止，必须使两托盘中
砝码的质量相等，说明二力平衡的条件之一是两个力的大小相等。
（2）比较表中实验序号2与3可知，当二力方向相反时，小车静止；当二
力均向左拉，即方向相同时，小车的运动状态改变，说明二力平衡的条件之一
是两个力方向相反。
（3）比较表中实验序号2与4可知，当把小车扭转一个角度，使二力不在
同一条直线上时，小车运动状态发生了改变。而小车重新恢复到原来的静止状
态时，二力在同一条直线上，说明二力平衡的条件之一是两个力作用在同一条
直线上。
进行分析论
（4）比较表中实验序号2与5可知，当二力作用在同一物体上时，小车静
证，归纳得出
止；当二力作用在不同物体上时，小车的运动状态改变，说明二力平衡的条件
实验初步结
之一是两个力作用在同一物体上。
论。
【实验结论】
二力平衡的条件：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。
记忆口诀：“同体、等大、反向、共线”。
【交流与评估】
（1）本实验中选用了小车而不选用木块，是为了减小摩擦给实验带来的误
差。
（2）本实验设计的优点是：可以不考虑物体的重力对实验的影响。
（3）实验中，桌面必须水平，否则小车的重力会影响实验。
（4）实验中，如果两侧的砝码个数不相等但小车仍然处于静止状态，则原
进行交流评
因是小车受到桌面的静摩擦力比较大. 估，注意评估
方案二——用
（5）方案二：用小卡片探究二力平衡的条件
小卡片探究二
力平衡的条
件。
了解不同实验
方案的优缺
点。
①该方案以小卡片为研究对象，钩码通过定滑轮对卡片施加力的作用。
②当两线端所挂钩码质量相等时，小卡片静止；当两线端所挂钩码质量不
等时，小卡片运动；把小卡片转过一个角度，再松手时，小卡片转动；用剪刀
把小卡片从中间剪开，再松手时，小卡片运动。
③本方案选用硬纸片的原因是减小摩擦对实验的影响，但是还受重力，因
观看视频演
此对实验结论也有影响。
示， 经历探究
【播放视频】——《探究二力平衡的条件》 二力平衡条件
的实验过程。
【例题1】不计空气阻力，下列物体处于平衡状态的是（ D ）
A. 在空中自由下落的石块
会判断二力的
B. 在圆形跑道上匀速跑步的运动员
平衡。C. 竖直向上抛出的篮球
D. 沿笔直斜坡匀速上行的汽车
【解析】ABC. 在空中自由下落的石块，下落速度越来越快，运动状态改
变；在圆形跑道上匀速跑步的运动员，运动方向改变，运动状态改变；竖直向
上抛出的篮球，上升速度改变，运动状态都发生了改变，故不符合题意。
D. 沿笔直斜坡匀速上行的汽车，运动状态不变。符合题意。
所以选D.
【例题2】如图甲所示是小明同学设计组装的“探究二力平衡的条件”实验
装置。
（1）实验中，小明将系于小车两端的线分别跨过桌面左右两端的滑轮，在
线两端的小盘上放上砝码，通过调整 来改变F 和F 的大小；
1 2
做题1并进行
解析，认识平
衡状态。
（2）实验中，保持F 和F 大小相等，用手将小车扭转一个角度，松手
1 2
后，小车将______（选填“转动”或“保持静止”），设计这一步骤是为了探
究两个力是否__________；
（3）小华同学设计组装了如图乙所示的实验装置，比较甲、乙两种实验装
置，_____的实验装置更合理，原因是该设计减小了_____对实验的影响。
做例题2，进
【答案】（1）砝码个数；（2）转动，在同一直线上；（3）甲，摩擦力。 一步理解该实
验的有关知
【解析】（1）实验中，小明将系于小车两端的线分别跨过桌面左右两端的
识。
滑轮，在两端的小盘上放上砝码，通过调整砝码个数来改变F 和F 的大小；
1 2
（2）实验中，保持F 和F 大小相等，用手将小车扭转一个角度，松手
1 2
后，小车将转动，设计这一步骤是为了探究两个力是否在同一直线上；
（3）甲实验中小车受到的是滚动摩擦力，乙实验中小车受到的是滑动摩擦
力，而滚动摩擦力小于滑动摩擦力，甲实验装置更加的合理，可以减小摩擦力
对实验的影响。
学习新课 二、 二力平衡的条件的应用
力的平衡在日常生活中有许多实际应用，主要包括以下两方面：
一是会根据平衡状态找出平衡力，利用二力平衡条件求其中一个力的大小方
向。二是已知两个力的大小、方向及作用点，根据二力平衡的条件来判断物体的
运动状态（平衡状态或非平衡状态）。
1. 求力的大小和判断力的方向
物体在两个力的作用下处于平衡状态，已知一个力的大小和方向，我们可以
根据二力平衡条件求另一个力的大小和方向。
【师生共同分析】
（1）分析静止在水平面上的物体的受力情况
与老师共同分
析平衡状态下
因为物体静止，所以物体所受的重力G与地面对它的支持力F是一对平衡
物体受到的平
力，则此二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，所以支持力的大小等
衡力。知道
于物体重力的大小F=G，支持力的方向竖直向上。
根据二力平衡条件求另一个
力的大小和方
向。
（2）用弹簧测力计测量物体所受重力的原理
因为物体静止，所以物体所受的重力G与弹簧测力计对它的拉力F是一对平
衡力，则此二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，所以物体重力的大
小等于拉力的大小G=F。
2.判断物体的运动状态（平衡状态或非平衡状态）
【师生共同分析】以在水平路面上向左运动的小车为例进行分析，水平路面
上运动的小车受到的力有：
结合实例分
在竖直方向上受到的力有：重力G、地面支持力N，是一对平衡力。 析，会判断物
体的运动状态
在水平方向上有汽车发动机的牵引力F和地面与空气的阻力f。 （平衡状态或
非平衡状态）
。
①若牵引力等于阻力F=f，则二力平衡，小车向左做匀速直线运动；
②若牵引力大于阻力F＞f，二力不平衡，小车向左做加速直线运动；
③若牵引力小于阻力F＜f，二力不平衡，小车向左做减速直线运动。 会利用二力平
衡条件，找不
3. 找重心
规则物体的重
心。
利用二力平衡，可以找不规则物体的重心，例如前边讲的悬挂法找薄板的重
心。
4. 运动和力的关系
区别“平衡
物体受到平衡力的作用，运动状态不发生改变，即保持静止状态或匀速直线 力”和“相互
运动状态。物体受到非平衡力的作用，运动状态要发生改变，即运动的速度或方 的力”
向发生改变。
5. 区别“平衡力”和“相互的力”
【讲解】一本书静止在水平桌面上时，分析书、桌面的受力情况。
如图甲所示，水平桌面上的一本书所受重力G和桌面对书的支持力F是一对
平衡力。如图乙所示，书对桌面的压力F '和桌面对书的支持力F是一对相互作用
力。做例题3，根
据二力平衡条
一对平衡力 一对相互作用力 件求另一个力
的大小和方
大小相等 大小相等
向。
相同点 方向相反 方向相反
做例题4，区
作用在同一直线上 作用在同一直线上 别“平衡力”
和“相互的
不同点 作用在同一物体上 分别作用在两个物体上 力”
【例题3】有一盏悬挂着的电灯，质量为0.5kg，求电灯受到的各个力的大小
及方向。
【解析】①电灯受到的力有：重力G、拉力F，因电灯静止，所以这两个力是
一对平衡力，大小相等、方向相反。
②重力大小：G=mg=0.5kg×9.8N/kg=4.9N，方向竖直向下。
③拉力大小：F=G=4.9N，方向竖直向上。
【例题4】如图所示，用线将灯悬挂在天花板上，当灯静止时，灯所受拉力的
平衡力是（ B ）
A．线所受的重力 B．灯所受的重力
C．灯对线的拉力 D．线对天化板的拉力
【详解】A．灯所受拉力与线所受的重力没有满足二力平衡关于作用在同一个
物体上的条件，故A不符合题意；
B．当灯静止时，灯受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力的作用，拉力和重
力满足二力平衡的四个条件，是一对平衡力，故B符合题意；
C．灯所受拉力与灯对线的拉力是一对相互作用力，故C不符合题意；
D．灯所受拉力与线对天化板的拉力没有满足二力平衡关于作用在同一个物体
上的条件，故D不符合题意。
故选B。
1．下列描述的现象中，不属于运动状态改变的是（ ）
A．小华坐在滑轮车上从坡上快速的滑下来
B．人造同步通讯卫星绕地球匀速转动
C．物体从光滑的斜面上滑下来
D．神舟五号飞船在返回地面的最后时刻，弹射出缓冲降落伞，使飞船匀速直线下降到指定地点
【答案】D
【详解】A．小华坐在滑轮车上从坡上快速的滑下来，速度的大小改变，故运动状态
改变，故A不符合题意；
B．人造同步通讯卫星绕地球匀速转动，其速度大小不变，但方向改变，运动状态改
变，故B不符合题意；
C．物体从光滑的斜面上滑下来做加速运动，速度大小改变，运动状态改变，故C不
符合题意；
课
堂 D．神舟五号飞船在返回地面的最后时刻，弹射出缓冲降落伞，使飞船匀速直线下
练 降到指定地点，运动速度大小和方向都不变，运动状态不变，故D符合题意。
习
故选D。
2. 下列物体中，正在受到平衡力作用的是（ ）
A．竖直向上抛出的橡皮 B．随观光电梯一起匀速上升的游客
C．沿光滑斜坡滚下的小球 D．正在匀速转向行驶的汽车
【答案】B
【详解】A．竖直向上抛出的橡皮，受到竖直向下空气阻力和重力，两个力方向相
同，不是平衡力，故A不符合题意；
B．随观光电梯一起匀速上升的游客做匀速直线运动，属于平衡状态，受平衡力的作
用，故B符合题意；
C．沿光滑斜坡滚下的小球，速度越来越大，不是平衡状态，故C不符合题意；
D．正在匀速转向行驶的汽车，运动方向发生改变，不属于平衡状态，不受平衡力的
作用，故D不符合题意。
故选B。
3．在下列物体受力示意图中，哪个物体受到的两个力是彼此平衡的（ ）
A B C D
【答案】A
【详解】A．图中两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体
上，所以是一对平衡力，故A符合题意；
B．图中一个力的大小为3N，一个为5N，两个力大小不相等，所以不是一对平衡
力，故B不符合题意；
课 C．图中两个力不是作用在一条直线上，所以不是一对平衡力，故C不符合题意；
堂
D．图中一个力的大小为7N，一个为8N，两个力大小不相等，所以不是一对平衡
练 力，故D不符合题意。
习
故选A。
4．第24届冬季奥运会于2022年2月4日在北京举行，冰壶为正式比赛项目之一。
如图所示，当冰壶在冰面上滑动时（ ）A．冰壶受到的重力与冰壶对冰面的压力是一对平衡力
B．冰面对冰壶的支持力与冰壶对冰面的压力是一对平衡力
C．冰壶受到的重力与冰壶对冰面的压力是一对相互作用力
D．冰壶受到的重力与冰面对冰壶的支持力是一对平衡力
【答案】D
【详解】A．冰壶受到的重力与冰壶对冰面的压力作用在两个物体上，故不是一对平
衡力，故A不符合题意；
B．冰面对冰壶的支持力与冰壶对冰面的压力作用在两个物体上，故不是一对平衡
力，故B不符合题意；
C．冰壶受到的重力与冰壶对冰面的压力方向相同，故不是一对相互作用力，故C不
符合题意；
D．冰壶受到的重力与冰面对冰壶的支持力作用在同一物体上、方向相反、大小相
等、作用在同一直线上，是一对平衡力，故D符合题意。
故选D。
5．一架遥控无人机悬停在空中，旋翼快速转动给气体施加向下的力，从而获得向上
的升力，说明物体间力的作用是 ，当无人机匀速直线升空（不考虑空气阻力）
时，无人机受到的升力 悬停时受到的升力；若此时由于故障，旋翼停止转动，无
人机将 。
【答案】 相互的，等于，减速上升后加速下降。
【详解】力是物体对物体的作用，一架遥控无人机悬停在空中，旋翼快速转动给气
体施加向下的力，从而获得向上的升力，说明物体间力的作用是相互的。
当无人机匀速直线升空（不考虑空气阻力）时，受力平衡，无人机受到的升力等于
重力，而悬停时也是受力平衡，升力等于重力，故无人机受到的升力等于悬停时受到的
升力。
若此时由于故障，旋翼停止转动，无人机由于惯性保持原来的运动状态继续上升，
但由于重力作用而减速，速度减小为0后，加速下降，故先减速上升后加速下降。
6．如图，小强用形状不规则的薄板、重垂线、大头针、直尺和记号笔等器材找寻重
心位置。观察图甲、乙中的实验过程及现象，他判断薄板的重心在l、l 的交点处。该实
1 2
验的原理是： 。若薄板质量为200g，则拉力的大小为 N（取g=10N/kg）。【答案】二力平衡，2。
【详解】由图知，小强同学是为了利用“悬挂法”来确定形状不规则薄板的重心位
置；当薄板静止时，由二力平衡条件可知重力和拉力的作用线在同一直线上，重心既在l
1
上，又在l 上，故薄板的重心在l、l 的交点处。
2 1 2
由二力平衡条件可知，拉力的大小等于重力的大小：
F=G=mg=0.2kg×10N/kg=2N
7．如图所示，绳子拉着小球，使小球在水平面做匀速圆周运动。不考虑空气阻力，
g=10N/kg。
（1）画出小球所受重力和小球对绳子拉力的示意图；
（2）若小球质量为100g，则小球所受重力为 N；
（3）小球受力 （选填“平衡”或“不平衡”），你的依据是 。
【答案】（1）见右图；（2）1；（3）不平衡，见解析。
【详解】（1）重力的作用点在重心，方向竖直向下；小球对绳子的拉力作用点在绳
子上，方向沿绳向下；如图所示。
（2）小球重力为G=mg=100×10-3kg×10N/kg=1N
（3）通过对小球进行受力分析可知，若忽略空气阻力不计，此时小球受到绳子对它
的拉力和重力，由于重力和拉力不在一条直线上，不是一对平衡力，小球的运动状态发
生改变，因此小球受力不平衡。
8. 在探究“二力平衡的条件”的实验中，小明采用的实验装置如图甲所示。（1）实验过程中，要求桌面水平且表面是 （填“光滑”或“粗糙”）的；
（2）将系于小车两端的线挂上托盘，并在托盘中加砝码，分别跨过两定滑轮，使作
用在小车上的两个拉力方向相反，并通过调整 来改变拉力的大小。当小车平衡
时，将小车水平扭转一个角度，松手后小车不能保持平衡，这样的操作是为了探究相互
平衡的二力是否 ；
（3）若用图乙装置做实验时，将纸片从中间剪开是为了探究相互平衡的二力是否
；
（4）两个探究方案相比较， 方案的探究过程对实验结论的影响小些，理由
是 。
【答案】（1）光滑；（2）砝码个数，作用在同一直线；（3）作用在同一物体；
（4）乙，乙摩擦力比甲小。
【详解】（1）实验中，水平桌面要求是光滑的，这样可避免摩擦力对实验的影响。
（2）图甲中，托盘及砝码通过定滑轮对小车施加两个拉力作用，想要改变拉力的大
小，可通过调整砝码的个数来实现。
小车平衡时，所受的两个拉力在同一直线上，将小车扭转一定角度，两个拉力作用
在不同的直线上，小车不能保持平衡，这是为了探究相互平衡的二力是否作用在同一直
线上。
（3）图乙中，互相平衡的两个力同时作用在一个物体纸片上，纸片处于平衡状态，
将纸片剪开，则两个力作用在不同的物体上，两个物体不能保持平衡，这是为了探究相
互平衡的二力是否作用在同一物体上。
（4）甲实验中，小车与水平桌面的摩擦力较大，对实验的影响较大；乙实验中绳子
与定滑轮间的摩擦较小，对实验的影响较小，所以乙方案的探究过程对实验结论的影响
小些。
第2节 二力平衡
课
堂
小
结
第2节 二力平衡
一、二力平衡的条件
板 1. 平衡状态：静止或匀速直线运动状态叫做“平衡状态”.2. 平衡力：物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说
这几个力平衡.
3．二力平衡：物体受两个力作用时保持平衡状态，叫做二力平衡，是最简单的平衡.
书 4. 二力平衡的条件
设 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
计 两个力就彼此平衡。
二、二力平衡条件的应用
1. 求力的大小和判断力的方向。
2. 判断物体的运动状态（平衡状态或非平衡状态） 。
3. 找重心：利用二力平衡，可以找不规则物体的重心，例如前边讲的悬挂法找薄板
的重心。
作
业
