Question

12．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1所示．老师指出乙组同学选择的器材更加合理，其原因是：小车与桌面间的摩擦力较小，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．
（3）保持F₁与F₂相等，用手将小车扭转到图2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）在研究二力平衡条件时，要排除其它力（如摩擦力）的干扰；知道滚动摩擦力远小于滑动摩擦力；
（2）实验时，通过定滑轮可以改变力的方向，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，通过调节钩码的质量来改变拉力的大小；
（3）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”．

解答 解：（1）甲图中的是木块，它与桌面之间的摩擦是滑动摩擦，而乙图中的是小车，它与桌面之间是滚动摩擦，其摩擦力较小可以忽略，实验更准确些；
（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，其中利用定滑轮的好处是可以改变力的方向；
（3）二力只有在同一条直线上时才会平衡，因此利用该环节可以验证二力方向问题．
故答案为：（1）小车与桌面间的摩擦力较小，可以忽略不计；（2）改变力的方向；砝码的质量；（3）作用在同一条直线上．

点评 此题考查了探究二力平衡实验中选择实验器材需要注意问题及实验中的一些重要步骤，此题考查较为全面，是中考题目的典范．