定义平衡力和非平衡力

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介绍

平衡力和非平衡力决定物体的状态。简单来说，力是两个物体之间的相互作用。它是一种推动或拉动，可以改变物体的位移并导致速度发生变化。它能够做功来改变特定物体的状态（静止状态或运动状态）。

力是一个矢量，因此它具有大小和方向。如果两个力作用于一个物体，则称为平衡力，如果这两个力大小相等，方向相反。因此，如果作用在物体上的合力为零，则称为平衡力。如果作用在物体上的合力不为零，则称为非平衡力。当平衡力作用于系统时，系统处于平衡状态。

什么是平衡力？

平衡力是指作用在物体或系统上，大小相等且方向相反的力。在平衡力的作用下，系统上的合力为零。因此，物体处于静止状态，称为平衡状态，并且加速度为零。平衡力既不会改变静止状态，也不会改变运动状态。

示例：让我们考虑一下作用在下方示意图中矩形盒子上的四个力。

从图中可以看出，有一个向上的 3 牛顿的力和一个向下的 3 牛顿的力，它们相互抵消，在 Y 方向上没有合力；在 X 方向上，两个力的大小都为 5 牛顿，且方向相反，因此在 x 方向上力也是平衡的。因此，这个矩形盒子处于平衡力的作用下。

平衡力的例子

推墙

当你推墙并且它没有移动时，这表明墙和人都对对方施加了相同的力。

人站在地面上

当你站在地面上时，重力向下作用于人，而支持力向上作用于人，这两个力的大小相同，因此它们相互抵消，人保持静止。

双方人数相等的拔河比赛

在拔河比赛中，一支队伍的成员拉另一支队伍，从而对另一支队伍的成员施加力。如果两个队伍的人数相等，那么每个队伍都对另一个队伍施加了相同的力，因此合力为零，系统处于平衡或平衡状态。

放在桌子上的书

当一本书放在桌子上时，它处于平衡力的作用下，因为大小相等的力在相反方向上作用于它。

平衡力的特征

• 在平衡力的作用下，物体的运动不会改变。

• 当系统受到平衡力时，状态和方向不会发生变化。

• 在平衡力的作用下，系统处于静态平衡状态。

• 系统上的合力为零。

平衡力对物体的作用

当作用在物体上的力是平衡力时，物体上没有合力，因此平衡力不会改变物体的状态。如果物体处于静止状态，它不会使物体运动；如果物体处于运动状态，则在平衡力的作用下，它会继续运动。

什么是非平衡力？

如果力改变了物体的运动，则该力被称为非平衡力。如果物体处于静止状态，则可以通过施加非平衡力使其运动。同样地，如果物体处于运动状态，则可以通过使用非平衡力使其停止或使其处于静止状态。当两个大小不相等的力作用于物体时，系统处于非平衡力的作用下。物体上的合力不为零，因此存在非零加速度，并且没有平衡状态。

示例：我们可以通过一个例子来理解非平衡力。假设一本书放在桌子上，由于桌子倾斜，它向右移动。

由于桌子，向上力作用在书上；由于重力，向下力作用在书上，因为在垂直方向上没有运动，所以这些力相互平衡。由于书在右侧的运动，所以在左侧存在摩擦力，它阻碍运动并减慢书的速度。书随着时间的推移会改变其运动状态，而不是处于平衡状态，因此书的运动被认为是在非平衡力的作用下。

非平衡力的例子

双方人数不相等的拔河比赛

在拔河比赛中，一支队伍的成员拉另一支队伍，从而对另一支队伍的成员施加力。如果两个队伍的人数不相等，那么每个队伍都对另一个队伍施加了力，并且力的大小不相等，因此系统中存在合力，并且系统会加速。

跷跷板游戏

在这个游戏中，如果两个体重不等的人坐在跷跷板上，那么它就处于非平衡力的作用下。

踢球

当球被踢时，它从一个地方移动到另一个地方，因此可以认为是非平衡力的一个例子。

平衡力和非平衡力的区别

序号	平衡力	非平衡力
1.	平衡力不会导致物体的运动发生任何变化。	非平衡力会改变物体的运动。
2.	如果存在平衡力，则系统上的净有效力为零。因此，系统中没有加速度。	如果存在非平衡力，则系统上的净有效力不为零，它会在系统中产生加速度。
3.	它只能改变物体的形状或大小，而不能改变物体的运动。	它不仅可以改变形状或大小，还可以改变物体的运动。

表 1：平衡力和非平衡力的区别

结论

在这篇文章中，我们了解了力的概念以及力的主要类型，即平衡力和非平衡力。平衡力不会改变任何物体的状态，而非平衡力是物体运动的原因。

在平衡力的作用下，物体上的合加速度和合力为零。而由于非平衡力，系统中会产生合加速度。因此，我们了解到非平衡力是任何类型运动发生的原因。摩擦力是一种可以抵抗粒子运动的力，它作用于两个物体的接触面之间。非平衡力可以改变形状以及运动状态。

常见问题解答

Q1. 写下运动状态的名称？

答：运动状态有两种类型。一种是静止状态，其中系统处于静态平衡状态；另一种是运动状态，其中系统正在运动。

Q2. 平衡力能否使物体变形？

答：是的，平衡力可以使物体变形或改变物体的形状或大小。但永远不会改变物体的运动状态。

Q3. 当给出加速度时，力的公式是什么？

答：力等于物体的质量乘以物体的加速度。

$$\mathrm{F=ma}$$

这里 m 是物体的质量，a 是物体的加速度。

Q4. 力的单位是什么？

答：力的国际单位制单位是牛顿或 $\mathrm{kgms^{-2}}$。

力的厘米-克-秒单位制单位是达因或 $\mathrm{gm\: cm \:s^{-2}}$

Q5. 给出一个例子来证明平衡力在日常生活中得到应用？

答：用于悬挂物品的墙壁上的螺丝或夹子是平衡力的例子，其中重力与将挂钩固定在墙壁上的力相平衡。