八年级物理趣谈：二力平衡，夹在中间的和事佬

二力平衡, 我的工作是, 当两个力锁定同一个物体时, 我会劝它们“打成平局”, 使物体安安静静地待着或者匀速直线移动, 花瓶在桌上、吊灯挂天花板、汽车匀速行驶——背后都是我处理的, 你问跳伞运动员为何能缓缓飘落, 重力和阻力在我的调节下和好如初, 于是运动员慢悠悠地落地, 心里乐滋滋: “原来争斗也能争出浪漫。”。

平衡状态：躺平也是学问

物体受到若干个力作用时, 倘若还能够维持静止状态或者匀速直线运动状态, 那么我便宣告这几个力处于平衡状态, 此时物体处于平衡状态。需要注意, 这并非是真正意义上的躺平, 而是一种“力学层面的岁月静好”状态。比如说花瓶抵在桌面上, 花瓶有着想要落地的倾向, 然而桌面却朝着上方进行顶托, 这两个力大小是相等的, 方向是相反的, 并且位于同一条直线上。于是花瓶内心的想法是: “我被夹在两者中间, 不过感觉挺舒服的。”再看吊灯, 情况更为糟糕: “我天天都被天花板用力拽着, 而重力又想要把我拉下去, 拉力却死死不松手, 结果我就变成了一根永恒的拔河绳。”。

实验探究： 小车的“受虐经过”

教材为了弄明白两个力何时处于平衡状态而安排了一个实验, 该实验是在光滑的桌面上放置小车, 在小车两端悬挂托盘并添加钩码, 小车在这里就如同我的“小白鼠”一般。

一边的钩码质量与另一边不相等, 小车朝着重的那一边加速奔跑, 小车呼喊着: “别再拉了！我快要被拖走！”重的那一边显得很得意: “我的力气真是大。”轻的那一边则哭泣着: “我已经尽力了。”。

两边钩码质量是相等的情形, 小车处于纹丝不动的状态。左边的钩码声称: “我要拉你。”右边的钩码则表示: “我反过来拉你。”小车带着冷笑说道: “你俩恰好相互抵消, 我倒乐得清闲。”我鼓起掌来: “没错！大小是相等的、方向是相反的、处于同一直线——完美出现平衡！”。

这边的钩码质量与那边的钩码质量相等, 然而扭转了一个角度, 如此一来, 两个力就不在同一条直线上了, 小车“吱扭”一声转动了一下, 自行摆正, 小车说道“你们俩别斜着拉我, 这样很别扭”, 我进行解释“不在同一条直线上, 就会产生转动, 一直到重新对齐, 所以同一条直线是很严格的标准”。

一个实验结论的表格, 学生填写时搞得手忙脚乱 , 作用于同一个物体之上的两个力, 其大小是相等的, 方向相反, 并且是在同一条直线上面, 这样的两个力彼此就处于平衡状态 , 学生进行总结表示: “也就是三个条件: 大小相等、方向相反、在同一直线上。”小车进行补充称: “还有作用在同一物体！不能这一个力拉我, 另一个力拉桌子, 那可不关我的事。”。

二力平衡应用现场：弹簧测力计的“小心机”

当你运用弹簧测力计去称量苹果时, 在苹果呈现静止状态之时, 作用于苹果的拉力以及苹果自身的重力, 二者处于二力平衡的状态, 所以此时弹簧测力计的读数也就等同于苹果的重力。之后, 弹簧测力计内心暗自偷笑并讲道: “我仅仅是借助你施加于我的力, 从而来测量苹果的重力, 这种情况正是所谓的‘借花献佛’。”而苹果却不服气道: “你究竟凭借什么来代表我的重量呢? ”这时我进行解释: “由于你并没有加速朝着下方掉落, 这表明作用于你的拉力和重力恰好处于平衡状态, 如此一来所测量出来的数值便是你的重量。明白了吗? ”。

沿着平直轨道做匀速行驶的列车, 在水平方向上, 牵引力与阻力处于平衡状态, 在竖直方向上, 重力和支持力处于平衡状态。列车长声称, 我只要保持让牵引力等同于阻力, 便能够持续维持匀速状态, 乘客杯子里面的水都不会出现晃动。我接着补充说, 但是一旦你实施刹车操作, 乘客就会向前倾倒, 那是惯性在从中作祟, 这可不归我负责。

跳伞运动员, 在刚开伞的时候, 速度比较小, 带来的阻力也小, 然而重力却比较大, 所以会加速下降, 在这个过程中, 速度持续变大, 随之阻力也越来越大, 最终阻力等于重力, 然后就会匀速下落。我补充说明, “这被称作终极平衡, 如此一来, 你能够以优雅的状态去着陆, 而并非是‘砸出坑来’。”。

生活里的二力平衡：无处不在的和事佬

, 你处于站着不动的状态, 此时重力跟地面产生的支持力达成平衡。地面表述着这样的话语: “我在顶着你。”那重力，则开口言说着: “我是在使劲拽着你。”而你, 嘴巴里嘟囔着: “我都感觉麻了。“。

你以匀速状态骑着自行车, 此时蹬力与阻力处于平衡状态。自行车吐槽道, 你蹬动我, 风阻和摩擦却拖拽我, 你们二者较上劲了, 我就保持匀速。你要是用力过度, 我就会加速；你要是停止蹬踏, 我就会减速。

· 运用绳子以匀速向上提拉一桶水, 手部所施加的拉力与一桶水自身的重力处于平衡状态。水桶这般表述说: “你对我予以拉拽之力, 它给我施加下坠之力, 你们二者别再相互较劲, 让我能够以匀速状态往上升起该有多好。”。

课后题脑补

一般常见的题目是这样的: 有一个物体, 它受到了两个力的作用处于平衡状态, 然后突然之间撤掉了其中一个力, 那么这个物体接下来会变成什么样? 答案是: 这个物体的运动状态会发生改变, 它会朝着另外一个力的方向加速运动直至奔跑过去。物体仿佛在哭诉似的说道: “你硬生生打破我原本平衡的家庭, 所以我就只能毫无规律地乱窜了”。还有另外一道题目: 二力平衡与相互作用力二者之间存在着哪些区别? 相互作用力的情况是这样的, A对B、B对A, 它们作用在不同的物体之上；而二力平衡的情况则是作用在同一个物体上面。学生们老是把这两者搞混淆不清, 于是我愤怒地大声吼道: “相互作用的情形就好比是‘你打我一下, 我再打你一下’, 而二力平衡的情形就如同‘有两个人从物体的两边同时推你, 然而却不让你产生移动’, 这二者怎么可能会是一样的? ”。

结尾：二力平衡的自我总结

我处于二力平衡状态, 我的座右铭是, 大小等同, 方向相反, 作用在同一条直线上, 且作用在同一个物体上, 如此才称得上圆满。

花瓶、吊灯、匀速车，都是我保的平安。

弹簧测力计、跳伞员、推不动的桌子，全看我调解。

实验小车两边钩码，扭一下我就教你做人。

最后送大家一句话：

日常生活当中同样需要去掌握平衡, 一边是压力, 另一边则是快乐, 只有两边在量上相等一致之时, 才不会出现崩溃的情况。