平衡力与平衡状态

平衡力的定义：
几个力作用在同一个物体上，如果这个物体仍然或变成处于 静止 状态或 匀速直线运动 状态，则这几个力的作用 合力为零，我们就说这几个力 平衡。

判断平衡力：
1、两个力作用在同一物体上。（同体）
2、每对力或每对 合力在同一直线上，方向相反，大小相等。（即合力为零）（等大，同线，异向）
3、这个物体处于 静止状态或 匀速直线运动状态。（和 相互作用力相区别）

保持平衡力的条件：
1.力的大小 相同
2.方向 相反
3.作用（点）在同一直线上
4.作用（点）在同一物体上

平衡状态：
物体的平衡状态可分为四种情形：稳定平衡； 不稳定平衡；亚稳平衡； 随遇平衡。这些平衡状态的区分，应视我们放置该物体的平衡位置而定。
1.稳定平衡：凡能在被移动离开它的平衡位置后，仍试图回复其原来位置（此时其重心比较低）从而恢复到原来的平衡状态的物体，它原来的平衡状态叫“稳定平衡”。例如，圆球体在一个凹进的圆盘中时；一圆锥体以其底面竖立时，都属于稳定平衡状态。
2.不稳定平衡：处于平衡状态的物体，由于受到某种外界微小的作用，如果物体稍有偏离就不能恢复到原来的平衡状态，这种情况叫“不稳定平衡”。例如，当一个圆球体放在一个凸起的圆盘上，或是一个圆锥体，以其尖端竖立在一个平面上，这些物体都处于不稳定平衡状态。翻倒后，一直要等到它们的重心相对地取得最低位置时，这些物体才会静止不动。即任何微小的运动都能使其重心降低的物体，一定处于不稳定平衡状态之下。
3.亚稳平衡：如果物体在外力作用下，稍有偏离尚可恢复，而偏离稍大就失掉平衡的状态，称为“亚稳平衡”。
4.随遇平衡：如果物体在外界作用下，它的平衡状态不随时间和坐标的变化而改变，这种状态叫“随遇平衡”。例如，当一个圆球体停在一个水平平面上的时候，或是一个圆锥体以其外壳的一条边线与平面相接触，即横向放在一个水平平面上时，都会出现随遇平衡状态。这些物体如被移置到一个新的位置时，虽然它们不能自动地恢复其原来的位置，但它们在新的位置上，却仍能停住不动，其重心之高度，亦保持不变。一般说来，任何微小之运动，既不能将其重心提高，亦不能使其重心降低之物体，一定处于随遇平衡状态之下。

平衡力和相互作用力：

		作用力和反作用力	相互平衡的两个力
相同点	大小	相等	相等
	方向	相反，且在同一直线上	相反，且在同一直线上
区别	作用对象	分别作用在两个物体上	共同作用在同一个物体上
	作用时间	同时产生，同时消失	一个力消失另一个力可以存在
	力的作用效果	作用力和反作用力分别作用在不同的物体上，一般产生不同的效果	两个力共同作用在同一个物体上，使物体保持平衡

辨别平衡力和相互作用力：
例1 两只鸡蛋相碰时，往往只碰破其中一只，下列有关碰撞时相互间作用力的说法正确的是（ 　）
A．两只鸡蛋受力一样大 B．破的那只鸡蛋受力大
C．未破的那只鸡蛋受力大 D．两只鸡蛋受力大小无法比较
解析：学生凭生活经验往往认为受力大的那只鸡蛋才会破。其实，两只鸡蛋相碰发生相互作用时，它们互为施力物体，也互为受力物体。根据物体间力的作用是相互的，我们能够知道两个鸡蛋受到的作用力大小相等﹑方向相反﹑在同一条直线上，所以A正确。之所以两只鸡蛋相碰时只碰破一只，是因为两只鸡蛋相碰部分蛋壳能够承受的力不同，承受能力差的那只鸡蛋就破了。
答案：A
例2 一个物体只受到两个力的作用，且这两个力的“三要素”完全相同，那么这个物体（）
A．处于静止状态或匀速直线运动状态 B．一定改变运动状态
C．一定做匀速直线运动 D．一定处于静止状态
解析：“三要素”相同的两个力，其大小、方向、作用点都相同，则这两个力属于非平衡力，在非平衡力作用下物体的运动状态一定发生改变，B的说法正确。
答案：B

考点名称：滑轮（组）中拉力的计算

滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成，可以达到既省力又改变力作用方向的目的。使用中，省力多少和绳子的绕法，决定于滑轮组的使用效果。动滑轮被两根绳子承担，即每根绳承担物体和动滑轮。
滑轮有两种：定滑轮和动滑轮 ，组合成为滑轮组。
(1)定滑轮,
定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向.
定滑轮的特点
通过定滑轮来拉钩码并不省力。通过或不通过定滑轮，弹簧秤的读数是一样的。可见，使用定滑轮不省力但能改变力的方向。在不少情况下，改变力的方向会给工作带来方便。
定滑轮的原理
定滑轮实质是个等臂杠杆，动力L1、阻力L2臂都等于滑轮半径。根据杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力的结论;
(2)动滑轮
动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省1/2力多费1倍距离.
动滑轮的特点
使用动滑轮能省一半力，费距离。这是因为使用动滑轮时，钩码由两段绳子吊着，每段绳子只承担钩码重的一半。使用动滑轮虽然省了力，但是动力移动的距离大于钩码升高的距离，即费了距离。
动滑轮的原理
动滑轮实质是个动力臂（L1）,为阻力臂（L2）二倍的杠杆;
(3)滑轮组
滑轮组：由定滑轮跟动滑轮组成的滑轮组，既省力又可改变力的方向.
滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是总重的几分之一.绳子的自由端绕过动滑轮的算一段，而绕过定滑轮的就不算了.
使用滑轮组虽然省了力，但费了距离，动力移动的距离大于重物移动的距离.
滑轮组的用途:
为了既节省又能改变动力的方向，可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。

滑轮组的省力情况：
使用滑轮组时，滑轮组由几段绳子吊着动滑轮，提起物体所用的力就是物重的几分之一。

滑轮组由几股绳子承担物重：
    有几股绳与动滑轮相连，承担物重的绳子的股数n 就是几，而重物上升的高度h与绳子自由端移动的距离s的关系是：s=nh。如图：在动、定滑轮之间画一条线，将它们分开，只算在动滑轮上的绳子的股数。

例1如图甲、乙滑轮组装置，所有摩擦不计，分别用F1、F2竖直匀速拉动重物G，已知每个滑轮重力为 G／2，则力F1和F2之比为(  )


A．1：1B．3：2C．2：3D．3：4
解析：当考虑动滑轮的重力，不计摩擦时，F=，由图中滑轮组的绕线方法可知：F1=。
答案：C

滑轮组省力情况的判断
1．滑轮组竖放：若不考虑动滑轮自重以及绳、轮摩擦，滑轮组用几股绳子吊着物体，提起物体所用的动力就是物重的几分之一，即；若考虑动滑轮自重，但忽略摩擦，此式变为F