浅谈相互作用力和平衡力

孙常见

(双语学校,河北涿州 072750)

浅谈相互作用力和平衡力

孙常见

(双语学校,河北涿州 072750)

力是物体对物体的作用 理解二力平衡的概念 相互作用力和一对平衡力的区别。

力 物体 互相作用 平衡

力学是初中物理的重要组成部分,而相互作用力和平衡力更是初中物理力学部分的一个重点,同时也是中考必考的热点之一。在历年的中考当中,对于此知识点的考查主要渗透在牛顿第一运动定律的综合应用中,而独立成题则多以选择题、填空题、实验题等题型出现。由于相互作用力和平衡力都有大小相等、方向相反、作用在同一直线上的性质,对于初学阶段的学生来说,在学习力的概念和二力平衡时,对相互作用力和平衡力区分不清,这直接影响了对两个概念的理解,也为正确分析问题留下了误区。那么,应怎样理解这两对力呢？本文结合具体实例归纳平衡力与相互作用力的区别。

1 如何理解力是物体对物体的作用

(1)当发生力的作用时,一定有两个或两个以上的物体存在．其中一个叫施力物体,另一个叫受力物体。力不能脱离物体而孤立的存在。

(2)力的作用是相互的,当施力物体对受力物体产生作用时,受力物体同时必然也要对施力物体产生一个力。即物体在发生相互作用的同时,一个物体既是施力物体有是受力物体。例如用手向上提水桶,手对桶有一个向上的作用力,施力物体是手,受力物体是水桶;物体间力的作用是相互的,同时感到水桶对手有一个向下拉的作用力,施力物体是水桶,受力物体是手．一个物体对另一个物体施加力的作用有两种方式,一种是由物体直接(接触)作用,另一种是物体之间的间接(不接触)作用,物体间的相互作用是同时产生,同时消失,没有先后之分。例如:人推车时,人对车向前的力与车对人向后的力就同时产生。一旦停止推车,车对人的力也就消失了。

(3)当物体之间相互有作用时(如吸引、排斥、挤压、碰撞等),才会有力的产生,如果仅有两个物体而没有发生相互作用,就不会有力的存在。

2 一个物体在两个力的作用下如果保持静止状态或匀速直线运动状态,则这两个力相互平衡,就是平衡力

图1

图2

图3

图4

在理解二力平衡的概念时,我们一定要弄清二力平衡的条件:作用在一个物体上的两个力,如果在同一直线上,大小相等,方向相反,这两个力就平衡。需要注意的是:

(1)一个物体受到两个或两个以上力的作用时才有可能达到平衡。

(2)平衡力就是物体在外力作用下,仍处于原来的静止状态或匀速直线运动状态。

3 相互作用力和一对平衡力的区别

相互作用力和平衡的两个力,都是一对力存在,但是这两个力却不同。

(1)相互作用力是两个不同的物体所受到的两个力。即是相互作用的两个物体,各自所受到对方所施加的力。

二力平衡中的两个力是同一物体所受到的两个力。

(2)相互作用力,是在两个物体发生相互作用时所同时产生的两个力,若两个物体相互作用结束,则两个力同时消失。

二力平衡中的两个力并不存在同时产生同时消失的必然联系。当两个力中有一个消失时,另一个力并不一定消失,它可以仍然存在,继续作用在那个物体上,只不过这时原来的平衡状态结束。

(3)当两个物体发生相互作用时,这两个物体的状态可能会发生变化,原来静止的可能会运动,原来运动的在发生力的作用时可能会停下来。也就是说,相互作用力各自产生各自的作用效果。

而二力平衡中的两个力共同作用在同一物体上时,二力作用的共同效果是使物体保持静止状态或匀速直线运动状态。或者说二力平衡中的两个力的作用效果是互相抵消的。例如:如放在水平桌面上的书,受到的重力和支持力是一对平衡力,它们产生的效果相互抵消,使书保持静止状态。

下面,我们举例对上述情况进行说明。

例1:如图1所示,一人沿着水平方向用绳子拉一个放在水平地面上的箱子,但没有拉动。其中说法正确的是( )

A．绳拉箱子的力与人拉绳的力是一对平衡力。

B．绳拉人的力与地面对箱子的摩擦力是一对平衡力。

C．绳拉箱子的力小于箱子拉绳的力。

D．绳拉箱子的力小于地面对箱子的摩擦力。

分析:判断两个力是不是平衡力,就是看是否满足二力平衡的四个条件,缺一不可。首先要看两个力是不是作用在同一个物体上,这个条件非常重要,部分同学做题时容易忽略。相互作用力是发生在相互作用的两个物体之间,由此可见,平衡力的受力物体是一个,而相互作用力的受力物体是两个,即双方。

答案:B

例2:如图2,用弹簧测力计测物体的重力时,哪两个力是平衡力？哪两个力是相互作用力？

解析:以物体作为研究对象,物体受到两个力的作用,即重力G和弹簧测力计的拉力F1,当物体静止时,这两个力就是相互平衡的两个力,大小相等、方向相反、在同一条直线上。

拉力F1是弹簧测力计对物体向上的拉力,同时,重物也对弹簧测力计产生一个向下的拉力F2,这就是弹簧测力计的读数。这两个力就是相互作用力。当把重物放下,F1、F2同时消失。

需要提醒同学们注意的是:拉力F1和F2也是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,但它们不属于二力平衡,因为它们作用在两个物体上,这就是弹簧测力计能测量重力的原理。

例3:如图3所示是一对平衡力与一对相互作用力的维恩图(也叫文氏图,用于显示元素集合重叠区域的图示)．两圆相重叠的区域是指它们的相同点,两圆相重叠区域以外的区域是它们的独有特性(不同点)．请你将它们相同点写在两圆相重叠的区域内,它们的独有特性写在相应圆中重叠区域以外的部分内。

解析:本道题的考点是平衡力和相互作用力的区分,要解决此题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个物体上的力．相互作用力作用在不同的物体上。

答案:见图4

相互作用力和一对平衡力既有相似的地方,又有区别,在教学过程中一定要让学生理解两种力概念,明确二者的共同点和不同点,“是否作用在同一个物体上”是分析这两种力的关键,只有这样,才能够正确解题,进而领会物理概念的实质。