科学

二力平衡

中文名:二力平衡 外文名:Balance force 适用领域: 所属学科: 应用学科:物理学 适用领域范围:适用于建筑方面
二力平衡介绍
物体处于静止或匀速直线运动状态,我们就称物体处于平衡状态。处于平衡状态的物体所受的力叫作平衡力。如果物体只受两个力而处于平衡状态,这种情况叫作二力平衡[1]。

定义

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。

力平衡的条件

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 。

注意:二力平衡的条件简单来说就是同体、等大、反向、共线。特别是“同体”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)。

平衡力和相互作用力

1.相同:大小相等、方向相反,在同一直线上。

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。

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。

广义上的二力平衡

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】大小相等 

【2】方向相反 

【3】作用在一条直线上,可以简单记为:同体、等大、反向、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处于静止状态或匀速直线运动状态。

二力平衡的应用

(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。

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