实验必考一题： 实验4 探究2力平衡的条件（解析版）.docxVIP

学而优教有方

PAGEPage1/NUMPAGESPages3

经历探究二力平衡条件的实验过程，归纳、总结出结论。会利用二力平衡的知识分析解决实际问题。

二力平衡时，这两个力有什么特点？二力平衡的条件是什么？

小车、棉线、钩码、滑轮、桌子、托盘等。

如下图，小车被放在光滑的水平桌面上时，在水平方向上只受到两个力F1和F2。实验时，我们从力的三要素，即力的大小、方向、作用点三方面去探究，力F1与F2在满足什么关系时，小车可以保持平衡。

1．将细绳分别系于小车的1、2两个挂钩上且保持两绳共线（如图甲所示），在两个托盘中放入砝码，第一次左盘中砝码质量较大，即F1F2，观察小车的运动情况；第二次左、右两盘中砝码质量相同，即F1=F2，观察小车的运动情况；第三次左盘中砝码质量较小，即F1F?，观察小车的运动情况。比较三次实验现象，不难看出：只有F1和F2相等时，小车才能静止（如图乙所示）；

2．如图丙所示，把细绳分别系于小车的3、4两个挂钩上，在两个盘中各放一个质量相等的砝码后，观察到小车会发生转动，直到F1和F2，在同一直线上时，转动停止；

3．如图丁所示，把两吊盘上的细绳都系于一个挂钩上，两盘中的砝码质量相等，让两吊盘都向左拉小车，会发现小车将向左运动。

小车两边受力大小

小车两端受力方向

小车受力是否在同一条直线上

小车是否平衡

不相等

相反

是

否

相等

相反

是

是

相等

相反

否

否

相等

相同

是

否

当小车受到的两个力大小相等、方向相反、在同一直线上时，小车就处于平衡状态，而当不满足其中任何一个条件时，小车都不会平衡。

作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力就相互平衡。二力平衡的条件可简记为同体、等大、反向、共线。

控制变量法。

探究平衡两个力是否作用在同一物体上。

1．实验操作：如下图所示，我们用硬纸片作为研究物体，在两端分别放上质量相同的砝码，硬纸片处于静止状态；用剪刀把硬纸片剪断，则两侧砝码拽着硬纸片运动；

2．实验结论：平衡的两个力必须作用在同一物体上。

1.某实验小组利用如图甲所示的实验装置做“探究二力平衡的条件”实验时小海同学设计了如图乙所示的实验方案。

（1）比较图甲和图乙两种方案，______（选填“甲”或“乙”）方案更合理。原因是：______；

（2）桌面两端定滑轮的作用是______；

（3）实验中，通过调整左右两个托盘中砝码的______来改变力F1和F2的大小，小海发现当左盘和右盘加入的砝码相同时，小车处于静止状态，说明一对平衡力必须满足大小______、方向______的条件；

（4）如图甲所示，当左右两端同时挂两个钩码时，小车静止，此时F1、F2的大小______，方向______；

（5）某次实验中，当左盘放入稍大一点的砝码时，两个拉力大小不同，但小车仍处于静止状态，产生这一现象的原因可能是小车受到______的影响；

（6）在图甲实验的基础上，将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动状态，这样做的目的是为了探究两个平衡的力是否作用在______；

（7）为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上，小明用轻质硬纸片代替小车做实验，如下图所示，他将要对硬纸片进行的操作是______；

（8）小明同学完成课本的实验后，提出了一个问题后猜想：只受一个力作用的物体也能保持平衡状态。为了验证猜想，他将一小球用一根细线悬挂起来，如下图所示，剪断细线后小球下落，由实验可知，小明的猜想是______（选填“正确”或“错误”）的。

【答案】①.甲②.甲图可以最大限度减小小车与桌面间的摩擦力对实验结果的影响③.改变力的方向④.数量⑤.相等⑥.相反⑦.相等⑧.相反⑨.摩擦力⑩.同一条直线上?.将纸片剪开，观察此时纸片能否保持平衡状态?.错误

【解析】

【详解】（1）[1][2]比较甲乙两个实验，甲实验用的是小车，乙用的是木块，滚动摩擦小于滑动摩擦，实验时应该尽量减小水平面的摩擦力，故该实验用甲更合理。

（2）[3]定滑轮的作用是改变力的方向，这样托盘上砝码的重力大小等于小车受到的拉力F的大小，控制砝码的质量就可控制拉力的大小。

（3）[4][5][6]实验中，定滑轮的作用是改变力的方向，这样托盘上砝码的重力大小等于小车受到的拉力F的大小，控制砝码的质量就可控制拉力的大小；通过调整左右两个托盘中砝码的数量可以改变F1和F2的大小；小海发现当左盘和右盘加入的砝码相同时，说明F1和F2的大小相等，同时从图中可以看出F1和F2的方向是相反的；因而可以说明一对平衡力必须满足大小相等、方向相反的条件。

（4）[7][8]如图甲所示，