Question

13．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甲、乙所示．老师指出乙组同学选择的器材更加合理，其原因是：乙中小车与桌面间的摩擦力较小，可以忽略不计． 
（2）该实验中要探究的是两个力平衡要具备的条件．这两个力平衡的标志现象是小车保持静止．
（3）在探究力的大小对二力平衡的影响时，通过调整砝码质量来改变F₁和F₂的大小．
（4）保持F₁与F₂相等，用手将小车扭转到图丙中的位置，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．
（5）最终总结出的结论是：作用在同一物体上的两个力，大小相等、方向相反、并且在同一直线上，这两个力才平衡．

Answer 1

分析 （1）在研究二力平衡条件时，要排除其它力（如摩擦力）的干扰；
（2）处于静止状态或匀速直线运动状态的物体受平衡力作用；
（3）实验时，通过两个滑轮和下方挂着的钩码对小车施加两个相反方向的拉力，拉力的大小等于钩码的重力，通过调节钩码的个数来改变拉力的大小；
（4）静止或做匀速直线运动的物体将受到平衡力的作用，当两个力满足四个条件时，才是一对平衡力，即“作用在同一个物体上、大小相等、方向相反、在同一条直线上”．
（5）从二力的大小、方向、是否在一条直线、是否在一个物体上总结结论．

解答 解：（1）实验时，将小车放在光滑的水平桌面上可减小小车与水平面间的阻力，即乙中小车与桌面间的摩擦力较小，可以忽略不计；
（2）由于匀速直线运动不容易观察出来，因此当小车处于静止状态时，小车受平衡力作用；
（3）小车受到的拉力F₁和F₂分别等于水平桌面两端所挂钩码的重力，可以通过调整钩码的个数（质量）来改变F₁和F₂的大小；
（4）保持两盘的砝码质量相等，用手将小车扭转到图丙置，松手后，小车将无法在此位置平衡；是采取控制变量法的思想来研究“两个力作用在同一条直线上”；
（5）本实验得出的结论：作用在同一物体上的两个力，大小相等、方向相反、并且在同一直线上，这两个力才平衡．
故答案为：（1）乙中小车与桌面间的摩擦力较小，可以忽略不计；
（2）小车保持静止；（3）砝码质量；（4）作用在同一条直线上；
（5）作用在同一物体上的两个力，大小相等、方向相反、并且在同一直线上，这两个力才平衡．

点评 此题通过实验探究考查学生对二力平衡条件的应用，主要考查了实验的操作要求，一定要熟练掌握二力平衡的条件，是一道基础的实验题．