题目内容

16.如图所示,图甲是小华同学探究“二力平衡条件”时的实验情景:
(1)小华将卡片(重力可忽略不计)两端的细线绕过滑轮,并挂上钩码,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.
(2)为了探究不在同一直线上的两个大小相等的力是否平衡,小华将卡片扭转一个角度,松手后卡片不能(选填“能”或“不能”)平衡.
(3)在图甲所示情况下,小华用剪刀将卡片一分为二,两张小卡片迅速向两边分离.此操作是为了探究:
不在同一物体上的两个力是否平衡.
(4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验.其主要原因是A
A.减小摩擦力对实验结果的影响
B.卡片是比较容易获取的材料
C.容易让卡片在水平方向上保持平衡
D.卡片容易扭转.
对此,你对小明的实验装置提出的改进意见是在木块下方装轮子(或垫几根相同的圆木).

分析 (1)钩码由于重力的作用,会对小卡片施加一个拉力的作用,左端的钩码对小卡片施加一个向左的拉力,右端的钩码对小卡片施加了一个向右的拉力,拉力的大小等于钩码的重力;
(2)为了探究两个平衡力是否在同一条直线上,可以通过旋转小卡片使两个力不在同一条直线上,观察小卡片的运动情况;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,可以将小卡片分成两个物体,观察两个物体的运动情况;
(4)在实验中,应尽量减小物体的重力、摩擦力对实验结果的影响,从减小摩擦力的角度可提出小明实验装置的改进意见.

解答 解:(1)小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力,拉力的大小等于钩码的重力,钩码的数量越多,拉力就越大;
(2)旋转可以改变两个力不在同一条直线上,当旋转两个力不在同一条直线上,小卡片将不能平衡;
(3)把小卡片一剪为二,变为两个卡片,观察两个小卡片是否处于静止状态.此操作是为了探究:不在同一物体上的两个力是否平衡.
(4)结合图甲和图乙的装置可以看出,小华的实验优于小明的实验,其主要原因是小华实验中卡片的重力很小,或以忽略,而小明实验中木块与桌面间的摩擦力较大,会对实验结果造成一定的影响,故选项A符合题意.
为了减小木块与桌面的摩擦力,我们可以在木块下方装轮子或垫几根相同的圆木,变滑动摩擦为滚动摩擦,从而减小摩擦力.
故答案为:(1)相反;钩码数量;
(2)不能;
(3)不在同一物体上的两个力是否平衡;
(4)A;在木块下方装轮子(或垫几根相同的圆木).

点评 探究平衡力条件的实验要尽量简化实验,用静止状态来代替匀速直线运动状态,用空中悬着的小卡片代替放在水平桌面的物体,简化实验,便于操作.

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