淺談相互作用力和平衡力

孫常見(jiàn)

(雙語(yǔ)學(xué)校,河北涿州 072750)

淺談相互作用力和平衡力

孫常見(jiàn)

(雙語(yǔ)學(xué)校,河北涿州 072750)

力是物體對(duì)物體的作用 理解二力平衡的概念 相互作用力和一對(duì)平衡力的區(qū)別。

力 物體 互相作用 平衡

力學(xué)是初中物理的重要組成部分,而相互作用力和平衡力更是初中物理力學(xué)部分的一個(gè)重點(diǎn),同時(shí)也是中考必考的熱點(diǎn)之一。在歷年的中考當(dāng)中,對(duì)于此知識(shí)點(diǎn)的考查主要滲透在牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用中,而獨(dú)立成題則多以選擇題、填空題、實(shí)驗(yàn)題等題型出現(xiàn)。由于相互作用力和平衡力都有大小相等、方向相反、作用在同一直線上的性質(zhì),對(duì)于初學(xué)階段的學(xué)生來(lái)說(shuō),在學(xué)習(xí)力的概念和二力平衡時(shí),對(duì)相互作用力和平衡力區(qū)分不清,這直接影響了對(duì)兩個(gè)概念的理解,也為正確分析問(wèn)題留下了誤區(qū)。那么,應(yīng)怎樣理解這兩對(duì)力呢？本文結(jié)合具體實(shí)例歸納平衡力與相互作用力的區(qū)別。

1 如何理解力是物體對(duì)物體的作用

(1)當(dāng)發(fā)生力的作用時(shí),一定有兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體存在．其中一個(gè)叫施力物體,另一個(gè)叫受力物體。力不能脫離物體而孤立的存在。

(2)力的作用是相互的,當(dāng)施力物體對(duì)受力物體產(chǎn)生作用時(shí),受力物體同時(shí)必然也要對(duì)施力物體產(chǎn)生一個(gè)力。即物體在發(fā)生相互作用的同時(shí),一個(gè)物體既是施力物體有是受力物體。例如用手向上提水桶,手對(duì)桶有一個(gè)向上的作用力,施力物體是手,受力物體是水桶;物體間力的作用是相互的,同時(shí)感到水桶對(duì)手有一個(gè)向下拉的作用力,施力物體是水桶,受力物體是手．一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加力的作用有兩種方式,一種是由物體直接(接觸)作用,另一種是物體之間的間接(不接觸)作用,物體間的相互作用是同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失,沒(méi)有先后之分。例如:人推車(chē)時(shí),人對(duì)車(chē)向前的力與車(chē)對(duì)人向后的力就同時(shí)產(chǎn)生。一旦停止推車(chē),車(chē)對(duì)人的力也就消失了。

(3)當(dāng)物體之間相互有作用時(shí)(如吸引、排斥、擠壓、碰撞等),才會(huì)有力的產(chǎn)生,如果僅有兩個(gè)物體而沒(méi)有發(fā)生相互作用,就不會(huì)有力的存在。

2 一個(gè)物體在兩個(gè)力的作用下如果保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),則這兩個(gè)力相互平衡,就是平衡力

圖1

圖2

圖3

圖4

在理解二力平衡的概念時(shí),我們一定要弄清二力平衡的條件:作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)力,如果在同一直線上,大小相等,方向相反,這兩個(gè)力就平衡。需要注意的是:

(1)一個(gè)物體受到兩個(gè)或兩個(gè)以上力的作用時(shí)才有可能達(dá)到平衡。

(2)平衡力就是物體在外力作用下,仍處于原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

3 相互作用力和一對(duì)平衡力的區(qū)別

相互作用力和平衡的兩個(gè)力,都是一對(duì)力存在,但是這兩個(gè)力卻不同。

(1)相互作用力是兩個(gè)不同的物體所受到的兩個(gè)力。即是相互作用的兩個(gè)物體,各自所受到對(duì)方所施加的力。

二力平衡中的兩個(gè)力是同一物體所受到的兩個(gè)力。

(2)相互作用力,是在兩個(gè)物體發(fā)生相互作用時(shí)所同時(shí)產(chǎn)生的兩個(gè)力,若兩個(gè)物體相互作用結(jié)束,則兩個(gè)力同時(shí)消失。

二力平衡中的兩個(gè)力并不存在同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)消失的必然聯(lián)系。當(dāng)兩個(gè)力中有一個(gè)消失時(shí),另一個(gè)力并不一定消失,它可以仍然存在,繼續(xù)作用在那個(gè)物體上,只不過(guò)這時(shí)原來(lái)的平衡狀態(tài)結(jié)束。

(3)當(dāng)兩個(gè)物體發(fā)生相互作用時(shí),這兩個(gè)物體的狀態(tài)可能會(huì)發(fā)生變化,原來(lái)靜止的可能會(huì)運(yùn)動(dòng),原來(lái)運(yùn)動(dòng)的在發(fā)生力的作用時(shí)可能會(huì)停下來(lái)。也就是說(shuō),相互作用力各自產(chǎn)生各自的作用效果。

而二力平衡中的兩個(gè)力共同作用在同一物體上時(shí),二力作用的共同效果是使物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?；蛘哒f(shuō)二力平衡中的兩個(gè)力的作用效果是互相抵消的。例如:如放在水平桌面上的書(shū),受到的重力和支持力是一對(duì)平衡力,它們產(chǎn)生的效果相互抵消,使書(shū)保持靜止?fàn)顟B(tài)。

下面,我們舉例對(duì)上述情況進(jìn)行說(shuō)明。

例1:如圖1所示,一人沿著水平方向用繩子拉一個(gè)放在水平地面上的箱子,但沒(méi)有拉動(dòng)。其中說(shuō)法正確的是( )

A．繩拉箱子的力與人拉繩的力是一對(duì)平衡力。

B．繩拉人的力與地面對(duì)箱子的摩擦力是一對(duì)平衡力。

C．繩拉箱子的力小于箱子拉繩的力。

D．繩拉箱子的力小于地面對(duì)箱子的摩擦力。

分析:判斷兩個(gè)力是不是平衡力,就是看是否滿(mǎn)足二力平衡的四個(gè)條件,缺一不可。首先要看兩個(gè)力是不是作用在同一個(gè)物體上,這個(gè)條件非常重要,部分同學(xué)做題時(shí)容易忽略。相互作用力是發(fā)生在相互作用的兩個(gè)物體之間,由此可見(jiàn),平衡力的受力物體是一個(gè),而相互作用力的受力物體是兩個(gè),即雙方。

答案:B

例2:如圖2,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)物體的重力時(shí),哪兩個(gè)力是平衡力？哪兩個(gè)力是相互作用力？

解析:以物體作為研究對(duì)象,物體受到兩個(gè)力的作用,即重力G和彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F1,當(dāng)物體靜止時(shí),這兩個(gè)力就是相互平衡的兩個(gè)力,大小相等、方向相反、在同一條直線上。

拉力F1是彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)物體向上的拉力,同時(shí),重物也對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)產(chǎn)生一個(gè)向下的拉力F2,這就是彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)。這兩個(gè)力就是相互作用力。當(dāng)把重物放下,F1、F2同時(shí)消失。

需要提醒同學(xué)們注意的是:拉力F1和F2也是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上,但它們不屬于二力平衡,因?yàn)樗鼈冏饔迷趦蓚€(gè)物體上,這就是彈簧測(cè)力計(jì)能測(cè)量重力的原理。

例3:如圖3所示是一對(duì)平衡力與一對(duì)相互作用力的維恩圖(也叫文氏圖,用于顯示元素集合重疊區(qū)域的圖示)．兩圓相重疊的區(qū)域是指它們的相同點(diǎn),兩圓相重疊區(qū)域以外的區(qū)域是它們的獨(dú)有特性(不同點(diǎn))．請(qǐng)你將它們相同點(diǎn)寫(xiě)在兩圓相重疊的區(qū)域內(nèi),它們的獨(dú)有特性寫(xiě)在相應(yīng)圓中重疊區(qū)域以外的部分內(nèi)。

解析:本道題的考點(diǎn)是平衡力和相互作用力的區(qū)分,要解決此題需要知道平衡力和相互作用力的概念．平衡力是作用在同一個(gè)物體上的力．相互作用力作用在不同的物體上。

答案:見(jiàn)圖4

相互作用力和一對(duì)平衡力既有相似的地方,又有區(qū)別,在教學(xué)過(guò)程中一定要讓學(xué)生理解兩種力概念,明確二者的共同點(diǎn)和不同點(diǎn),“是否作用在同一個(gè)物體上”是分析這兩種力的關(guān)鍵,只有這樣,才能夠正確解題,進(jìn)而領(lǐng)會(huì)物理概念的實(shí)質(zhì)。