探究二力平衡的條件

劉榮剛

二力平衡的條件是初中物理學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是探究物體二力平衡的規(guī)律，通過觀察提出問題，然后通過實(shí)驗(yàn)研究問題，再對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行概括、總結(jié)得出規(guī)律.

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1.學(xué)會(huì)用控制變量的思想探究問題的方法.

2.通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)二力平衡的條件.

實(shí)驗(yàn)器材：定滑輪兩個(gè)，兩邊帶掛鉤的小車兩個(gè).5個(gè)質(zhì)量相同的鉤碼，細(xì)線兩根.

提出問題：物體在兩個(gè)力的作用下一定能保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)嗎？兩個(gè)力符合什么條件才能使物體保持平衡狀態(tài)呢？

猜想與假設(shè)：力的大小、方向、作用點(diǎn)應(yīng)滿足一定條件.

實(shí)驗(yàn)步驟：

1.在實(shí)驗(yàn)桌上用粉筆畫一條直線，在直線與桌面兩端交點(diǎn)處各安裝一個(gè)定滑輪.將一個(gè)小車放在兩定滑輪連線的中點(diǎn)處，然后在小車兩端的掛鉤上系上細(xì)線，細(xì)線繞過定滑輪后下端各掛一個(gè)質(zhì)量相同的鉤碼，如圖1，觀察小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，分析此時(shí)小車在水平方向上受到幾個(gè)力作用，這幾個(gè)力的大小、方向有什么關(guān)系.

2.改變細(xì)線兩端鉤碼的個(gè)數(shù)，如圖2.觀察小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).

3.控制小車兩端鉤碼個(gè)數(shù)相同.將小車旋轉(zhuǎn)一定角度，讓拉力不在一條直線上，松手后，小車能保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)嗎7

4.圖1中小車右側(cè)的細(xì)線及鉤碼不動(dòng).把左側(cè)的細(xì)線及鉤碼解下，也系在小車右側(cè)，觀察小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).

5.將兩輛小車相互靠近（靠近面的掛鉤要取下）放在兩定滑輪連線的中點(diǎn)處，兩車不粘連在一起，在兩車的另外兩個(gè)掛鉤上分別系上細(xì)線并掛上質(zhì)量相同的鉤碼，保證這兩個(gè)力大小相等，方向相反，作用在同一條直線上，如圖3.觀察兩輛小車的運(yùn)動(dòng)情況.

6.實(shí)驗(yàn)結(jié)束，取下小車上的細(xì)線和鉤碼，整理實(shí)驗(yàn)器材.擺放整齊.

現(xiàn)象及數(shù)據(jù)記錄如表1.

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

通過實(shí)驗(yàn)可得二力平衡的條件是：兩個(gè)力必須大小相等、方向相反、作用在同一物體上，且在同一條直線上.簡稱為：等值、反向、同物、共線，

交流與合作：

1.注意控制實(shí)驗(yàn)條件，知道條件改變對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響.

2.實(shí)驗(yàn)中也可以用一張方形輕卡片紙代替小車作為受力物體，如圖4，卡片紙的兩個(gè)對(duì)角分別用線穿過并拴牢，線的另兩端繞過鐵架臺(tái)上的滑輪并掛上鉤碼，然后按前面所述實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，第5步則可以使用剪刀將卡片紙剪開，可以化繁為簡，操作方便，達(dá)到更為直觀的效果，

注意事項(xiàng)：

1.實(shí)驗(yàn)時(shí)要求桌面盡可能光滑，小車的輪子滾動(dòng)自如，選取的鉤碼質(zhì)量應(yīng)較大，使兩邊的拉力盡量大些.以削弱摩擦阻力的影響.

2.實(shí)驗(yàn)中考慮到水平方向的阻力因素，研究對(duì)象盡量選取輕的、摩擦力小的物體做實(shí)驗(yàn)，減小實(shí)驗(yàn)誤差。endprint