Question

15．在探究“二力平衡条件”的实验中：
（1）甲、乙两组同学分别选择器材后，设计组装的实验装置如图所示．老师指出乙组同学选择的器材更加合理，其原因是：小车和桌面之间的摩擦力很小，可以忽略不计．

（2）在探究力的大小对二力平衡的影响时，利用了定滑轮能够改变力的方向的特点，并通过调整砝码的质量来改变F₁和F₂的大小．在实验过程中，当F₁和F₂大小相同时，小车将处于静止状态．
（3）保持F₁与F₂不变，用手将小车扭转到丙图中的位置，松手后，小车将无法在此位置平衡．实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须满足哪个条件？作用在同一条直线上．

Answer 1

分析 （1）采用木块在桌面上进行实验，木块和桌面之间的摩擦比较大，不能忽略这个摩擦力，使实验复杂化；采用小车在桌面上进行实验，小车和桌面之间的摩擦力比较小，可以忽略这个摩擦力．
（2）砝码的质量不同，则重力不同，对小车产生的拉力不同；当拉力相同时，小车才可能处于静止状态；
（3）从一对平衡力是否必须在一条直线上这一角度进行分析．

解答 解：（1）乙组同学选择的器材更加合理，是因为小车和桌面之间的摩擦力很小，可以忽略不计．
（2）实验过程中，可以通过改变砝码的质量改变两个拉力的大小；在实验过程中，当F₁和F₂大小相同时，小车将处于静止状态．
（3）二力只有在同一条直线上时才会平衡，因此保持F₁与F₂不变，用手将小车扭转到丙图中的位置，松手后，小车将无法在此位置平衡，说明二力平衡必须满足的条件之一是：两个力必须作用在同一条直线上．
故答案为：（1）小车和桌面之间的摩擦力很小，可以忽略不计；（2）砝码的质量；相同；（3）作用在同一条直线上．

点评 明确探究二力平衡条件时，如何探究两个力大小相等、两个力在同一直线上、两个力方向相反、两个力作用在同一物体上．