二力平衡條件的探究實(shí)驗(yàn)

蔡盛

真題呈現(xiàn)

（2021·湖南·衡陽(yáng)）如圖1所示，小華同學(xué)用下面的裝置探究二力平衡的條件，具體操作如下。

（1）如圖1甲所示，用直徑略小于滑輪孔徑的鐵釘把三個(gè)滑輪A、B、C分別釘在木板上，木板豎直掛起待用，用大號(hào)縫衣針把細(xì)線沿輕質(zhì)塑料塊的中心軸線穿過(guò)，并在緊靠塑料塊的兩側(cè)各打一線結(jié)，使塑料塊與細(xì)線固定在一起，且塑料塊不與木板接觸。讓塑料塊由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)表明，作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力，方向相反，但 不相等，則這兩個(gè)力不平衡。

（2）按住塑料塊，把跨過(guò)B輪的細(xì)線移到C輪上，在兩線端掛上相同質(zhì)量的鉤碼，松手后塑料塊由靜止開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖1乙所示。按住塑料塊，把跨過(guò)C輪的細(xì)線移到B輪上，把塑料塊轉(zhuǎn)過(guò)90°，松手后塑料塊由靜止開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖1丙所示。由此表明，作用在同一物體上的兩個(gè)力，如果僅僅大小相等，方向成某一角度或方向相反但 ? ? ? ，這兩個(gè)力不平衡。

（3）在探究同一問(wèn)題時(shí)，另一同學(xué)將木塊放在水平桌面上，設(shè)計(jì)了如圖1丁所示的實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們認(rèn)為小華的實(shí)驗(yàn)優(yōu)于此實(shí)驗(yàn)，其主要原因是 。

A.塑料塊容易扭轉(zhuǎn)

B.塑料塊是比較容易獲取的材料

C.減少了摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響

解析：（1）由題意可知，當(dāng)線兩端懸掛質(zhì)量不同的鉤碼時(shí)，塑料塊由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，即塑料塊不能保持平衡狀態(tài)，由此可知，作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力，方向相反，但大小不相等，則這兩個(gè)力不平衡。

（2）作用在同一物體上的兩個(gè)力，如果僅僅大小相等，方向成某一角度或方向相反但不在同一直線上，這兩個(gè)力不平衡。

（3）將木塊放在桌面上，木塊與桌面間存在摩擦，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。小華的實(shí)驗(yàn)中塑料塊不與木板接觸，減少了摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，故選C。

答案：（1）大小 （2）不在同一直線上 （3）C

拓展探究

某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖2甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“探究二力平衡的條件”實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選擇較 （選填“光滑”或“粗糙”）的實(shí)驗(yàn)桌面。

（2）如圖2甲所示，當(dāng)左、右兩端同時(shí)掛兩個(gè)鉤碼時(shí)，小車靜止，此時(shí)F1、F2的大小 ? ? ，方向 。

（3）在圖2甲實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將小車在水平桌面上扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度后釋放，觀察小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這樣做的目的是為了探究?jī)蓚€(gè)平衡的力是否作用在 。

（4）小明同學(xué)完成課本的實(shí)驗(yàn)后，提出了一個(gè)問(wèn)題后猜想：只受一個(gè)力作用的物體也能保持平衡狀態(tài)。為了驗(yàn)證猜想，他將一個(gè)小球用一根細(xì)線懸掛起來(lái)，如圖2乙所示，剪斷細(xì)線后小球下落，如圖2丙所示。由實(shí)驗(yàn)可知，小明的猜想是 （選填“正確”或“錯(cuò)誤”）的。

答案：（1）光滑 （2）相等 相反 （3）同一直線上 （4）錯(cuò)誤

（作者單位：江蘇省鹽城市大豐區(qū)實(shí)驗(yàn)初級(jí)中學(xué)）

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