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1、实验七、探究二力平衡条件的实验【实验目的】：探究当物体只受两个力作用而处于平衡状态时，这两个力必须满足的条件。【实验器材】：弹簧测力计、一张硬纸板、细绳、剪刀等。【实验步骤】：探究当物体处于静止时，两个力的关系；探究当物体处于匀速直线运动状态时，两个力的关系1 如图 a 所示，作用在同一物体上的两个力，在大小相等、方向相反的情况下，它们还必须在同一直线， 这二力才能平衡。2 如图 b、c 所示，两个力在大小相等、方向相反且在同一直线上的情况下，它们还必须在同一物体上， 这二力才能平衡。【实验结论】：二力平衡的条件： 1.大小相等（等大） 2.方向相反（反向）3.同一直线（共线） 4.同一物体（
2、同体）【考点方向】：1、 在探究究二力平衡问题时，什么因素影响实验结果？答：摩擦力2、 你认为右图哪个实验更合理？答：甲，应为乙物体受到的摩擦力大，对实验效果影响大。3、 如何判断物体是否处于平衡状态？答：当物体保持静止或匀速直线运动状态时，都可以判定物体处于平 衡状态4、 实验中如何改变拉力的大小？答：通过改变砝码的个数，来改变对小车的拉力大小5、 定滑轮有什么作用：答：改变拉力的方向6、 如何探究两个力作用在同一物体上？答：将纸板从中间剪开，观察纸板是否还处于平衡状态。7、 如何探究两个力在同一直线上：答：把纸板转动一个角度，然后松手，观察小车的运动状态8、 实验结论：二力平衡条件：同体、
3、等大、方向、共线。9、 实验方法：控制变量法10、 选择静止状态的原因：匀速运动状态不好控制。11、 进行多次实验的目的：得出普遍规律，避免偶然性。【经典例题】：例题：如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景：(1)小华将系在小卡片(重力可忽略不计)两对角上的细线分别跨过左右支架上的滑轮，并在细线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向相反，并通过调整_来改变拉力的大小(2)当小卡片平衡时，小华将小卡片转过一个角度，松手后小卡片_(填“能”或“不能”)平衡，设计此实验步骤的目的是为了探究_。(3) 为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小华下一步的操作是：
4、_.(4) 在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，同学们都认为小华的 实验优于小明的实验，其主要原因是_A 减小摩擦力对实验结果的影响B 小卡片是比较容易获取的材料C 容易让小卡片在水平方向上保持平衡D 小卡片容易扭转(5)利用图丙装置 (选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件.【答案】(1)相反;钩码个数;(2)不能;不在同一直线上的二力能否平衡;(3)把小卡片剪为两半;(4)A;(5)能.【解析】(1) 钩码因为重力的作用,会对小卡片施加一个拉力的作用 ,左端的钩码对小卡片施加一个向左的拉力 ,右端 的钩码对小卡片施加了一个向右的拉力,拉力的大小等于钩码的重
5、力;(2) 小卡片转过一个角度 ,小卡片上受到的两个拉力就不在一条直线上 ,是验证不在同一直线上两个力是否 平衡;(3) 探究二力平衡时,验证两个力需要作用在同一个物体上,可以把小卡片分成两半变成两个物体;(4) 小明将木块放在水平桌面上 ,木块在水平桌面上静止或运动都可能受到摩擦力的作用 ,就会影响实验效 果;(5) 只要能到达平衡力的四个条件,就可以研究.练习 1：（2017 扬州）在“探究二力平衡的条件”活动中。（1）如果物体只受到两个力的作用，且处于 _状态，说明这两个力是相互平衡的。由此，小明 提出，能否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件？图甲（2）小华认为，若采用小明的方
6、案，必须测出物体所受的_和_的大小来进行比较。研究发现，在小明的方案中，只能根据相互作用的关系直接测出 _的大小，在未知二力平衡条件的 前提下，另一个力无法直接测量，所以这一方案无法实施下去。（3）为此，两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案，如图乙所示，请你判断出他们改进的先后 顺序：_（用字母表示），这样的改进是为了减小_对实验的影响。A B C图 乙图 丙（4）如图丙，是最终确认的实验方案。此方案中，由于卡片的重力_（远小于/小于/远大 于）钩码的拉力，故卡片的重力可忽略不计。【答案】（1） 静止或匀速直线运动（2） 重力；拉力；拉力（3） BAC（4） 卡片质量很小【解析】（1） 如
7、果物体受到两个力的作用，且处于静止或匀速直线运动状态，说明这两个力是相互平衡的；（2） 若采用小明的方案，必须测出物体所受的重力和 拉力的大小来进行比较。研究发现，小明的方案中， 只能根据相互作用的关系直接测量出拉力的大小，在未知二力平衡的条件下，另一个力无法直接测量，所 以这个方案无法开展下去；（3） 图乙中，B 受到的摩擦力最大，A 次之，因而改进的先后顺序是 BAC；这样改进是为了减少摩擦力对实 验的影响；（4） 丙图中，由于卡片的质量很小，故卡片的重力可以忽略。练习 2：（2017 益阳）如图所示，是某兴趣小组在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”时设计的实验装置。 长滑板放在紧靠竖直墙壁
8、的水平实验桌上，弹簧测力计左端通过细绳连接金属物块 P,右端固定在墙上。在 水平外力 F 的作用下，将长滑板从物块 P 的底下水平向左抽出。方案一：保持物块 P 对长滑板的压力不变，更换不同材料的长滑板，重复多次实验，得到的实验数据 如表 1；方案二：保持长滑板的材料不变，在物块 P 的上表面增减砝码，重复多次实验，得到的实验数据如表 2。F3 N 2P根据以上数据回答以下问题：（ 1 ） 弹 簧 测 力 计 对 物 块 P 的 拉 力 大 小 等 于 物 块 P 受 到 的 滑 动 摩 擦 力 ， 理 由 是_；（2） 表 1 中当使用木块与金属做实验时，弹簧测力计的示数如图所示，则物块 P
9、 所受到的滑动摩擦力 为_N；（3） 分析表 1、表 2 中的实验数据，你能得到的结论是_；（4） 在现实的生产与生活中，许多摩擦对我们是有用的，请你联系生活实际，试例举一个增大有用摩擦的实例，并说明是通过采取什么措施来增大摩擦的：_。【答案】（1） 二力平衡（2） 2.6（3） 滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关（4） 鞋底上有花纹，能够防止人走路时滑倒，是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度增大摩擦（合理即 可）【解析】（1） 将长木板从物体水平向左抽出的过程中，物体受到长木板向左的摩擦力和弹簧向右的拉力，且物体相 对于地面位置不发生改变，处于平衡状态，因为二力平衡，所以两者大
10、小相等。（2） 图示弹簧测力计分度值为 ，故读数为 ，且弹簧拉力与物体受到的摩擦力大小相等。（3） 由方案一所得表可知，当压力一定时，接触面粗糙程度不同，滑动摩擦力大小不同；由方案二所得表可知，当接触面粗糙程度一定时，压力不同，滑动摩擦力大小不同，故可得出滑动摩擦力的大小与压力大 小和接触面的粗糙程度有关。（4）联系生活实际，合理分析即可。练习 3：（2017 哈尔滨）实验小组要探究二力平衡条件实验中每个钩码重力相同，摩擦力忽略不计（1）如图甲装置，当左右两端同时各挂两个钩码时，小车静止，此时 F 、F 的方向_，大小1 2_；当左右两端同时取下一个钩码时，如图乙，小车仍静止，此时 F _F
11、；当右端再挂上一个3 4钩码时，如图丙，小车将做变速运动，此时 F _F 5 6（2） 在图甲实验的基础上，将小车扭转一个角度，松手后，观察小车的情况，这样做可以探究什么问 题？（3） 对比甲、乙、丙三次实验，当小车静止时，水平方向上受到两个力的大小关系如何？还能看出小 车受非平衡力作用时，运动状态将怎样？【答案】（1） 相反；相等；=（或等于）；小于（或小于）（2） 同时作用在小车上、不在同一条直线上的两个力，能否平衡？（3） 大小相等；运动状态改变【解析】（1） 定滑轮不省力但能改变力的方向，两边所挂钩码相同，则拉力大小相等，方向相反，两边所挂钩码不 同，则 F5F6，小车将向右加速运动，（2） 小车扭过一个角度，F1 和 F2 将不在同一条直线上，松手后，小车转动，说明不在同一条直线上的两 个力不能平衡。（3）小车静止时，受平衡力，受非平衡力时小车的运动状态将改变。