Question

16．小华、小明同学探究二力平衡条件．
（1）小华、小明的实验设计分别如图甲和乙，从减小实验误差的角度考虑，你认为实验设计方案更好的是甲．理由是小卡片不受摩擦力的影响．
（2）小华将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向相反，并通过调整钩码数量来改变拉力的大小．
（3）单小卡片平衡时，小华将小卡片转过一个角度，松手后小卡片不能（选填“能”或“不能”）平衡．设计此实验步骤的目的是为了探究二力平衡的另一个条件：作用在同一直线上．
（4）为了验证只有一个作用力作用在同一物体上，物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小华下一步的操作是将小卡片剪成两半．
（5）现给你一支弹簧测力计、一个钩码、请你设计一个实验证明“大小相等”同样适合于匀速直线运动的二力平衡．

Answer 1

分析 （1）小卡片的重力很小，小卡片悬挂在空中，可以忽略小卡片的重力，悬在空中不受摩擦力影响；小明实验用的木块放在水平桌面上，木块和桌面之间存在摩擦力，摩擦力是不能消除的，实验要受到摩擦力影响；
（2）探究二力平衡时，力的方向相反，靠改变钩码数量来改变力的大小；
（3）探究作用在小卡片的两个“大小相等、方向相反，但不作用在一条直线的”力是否平衡，要控制两个力大小相等，方向相反，不作用在同一直线上；
（4）探究二力平衡时，验证两个力需要作用在同一个物体上，可以把小卡片分成两半变成两个物体；
（5）用弹簧测力计分别测出钩码静止与匀速直线运动是对拉力，做出比较，得出结论．

解答 解：（1）小卡片的重力很小，其重力可以忽略不计．小华实验用的小卡片重力小，悬在空中不受摩擦力影响；小明实验用的木块放在水平桌面上，木块和桌面之间存在摩擦力，摩擦力是不能消除的，实验要受到摩擦力影响．所以还是小华的实验方案好；
（2）为了探究二力平衡的三个条件中的拉力相反，可以通过调整钩码的数量来改变拉力的大小；
（3）为了验证作用在小卡片的两个“大小相等、方向相反，但不作用在一条直线的”力是否平衡，可以控制两个力大小相等，方向相反，通过将小卡片转动一个角度来使两个力不在同一直线上，松手后观察小卡片是否平衡．
（4）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，用剪刀把小卡片剪成两个更小的卡片，观察两个更小卡片是否平衡．同样适合于匀速直线运动的二力平衡．
（5）先用测力计竖直勾住一个钩码，当钩码静止时，记下示数F₁，在使钩码用测力计勾住做匀速上升（下降）运动时，记下示数F₂，由F₁=F₂证明．
故答案为：（1）甲；  甲装置的小卡片不受摩擦力的影响； （2）相反；  钩码数量；（3）不能； 作用在同一直线上；  （4）将小卡片剪成两半； （5）用测力计竖直勾住一个钩码，当钩码静止时，记下示数F₁，当钩码匀速上升（下降）时，记下示数F₂，由F₁=F₂得到证明．

点评 本题主要考查二力平衡的条件，以及设计证明匀速直线运动的二力平衡，内容比较多．