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1、实验七、探究二力平衡条件实验剖析【实验目的】:探究当物体只受两个力作用而处于平衡状态时.,这两个力必须满足的条件。【实验器材】:弹簧测力计、一张硬纸板、细绳、剪刀等。【实验步骤】:探究当物体处于静止时,两个力的关系;探究当物体处于匀速直线运动状态时,两个力的关系如图a所示,作用在同一物体上的两个力,在大小相等、方向相反的情况下,它们还必须在同一直线,这二力才能平衡。如图b、c所示,两个力在大小相等、方向相反且在同一直线上的情况下,它们还必须在同一物体上,这二力才能平衡。【实验结论】:二力平衡的条件:L大小相等(等大)2.方向相反(反向) 3.同一直线(共线)4.同一物体(同体)甲乙【考点方向】
2、:1、在探究究二力平衡问题时,什么因素影响实验结果?答:2、如何减小如图乙所示的不足之处:3、你认为下图哪个实验更合理?答:* *乙4、如何判断物体是否处于平衡状态?答:o5、实验中如何改变拉力的大小?答: o6、定滑轮有什么作用:答2 o7、如何探究两个力作用在同一物体上?答j8、如何探究两个力在同一直线上:答:9、实验结论:二力平衡条件:o10、实验方法:o11、选择静止状态的原因: c12、进行多次实验的目的: o经典母题如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景:(1)小华将系在小卡片(重力可忽略不计)两对角上的细线分别跨过左右支架上的滑轮,并在细线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的
3、两个拉力方向,并通过调整 来改变拉力的大小。当小卡片 时,说明小卡片处于平衡状态;卡片平衡后,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片(填“能”或“不能”)平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究。为了验证只有作用在同一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:(4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们都认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是 oA.减小摩擦力对实验结果的影响B.小卡片是比较容易获取的材料C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡D.小卡片容易扭转为了减小(4)中小明的问题,可以采取的措施是:。(举一个例子即可)一还剖亨 (选填
4、“能”或“不能”)探究二力平衡的条件。(7)如图丙实验时,如果将右侧两个祛码取下,替换为弹簧测力计,使其竖直向下拉。发现弹簧测力计的示数和左侧两个钩码的重力不相等,其可能的原因是。(8)实验完成后,请你帮小华总结一下二力平衡的条件:o练习1: (2020常德)在探究“二力平衡条件”的实验中,实验装置如图所示。居)A. .A(1)实验时,向左盘和右盘同时放入等重的法码,这时木块保持静止,说明一对平衡力的;但小明在实验时发现,若向左盘和右盘同时放入不等重的祛码时木块仍然保持静止,则产生这一现象的原因是:O(2)现保持M和F2相等,将木块换成小车,然后扭转一定角度,松手后,小车将,设计这一步骤的目的
5、是为了验证二力平衡时的两个力一定 o(3)如果将木块换成弹簧测力计,左右两盘各放入重5N的硅码,则弹簧测力计的示数为 oA. IONB. 5NC. 0N练习2: (2020泸州)小聪将一根橡皮筋左端固定在墙上,用弹簧测力计拉其右端来“探究两个分力与合力的关系”(选填“控制变量法”或“等效替代法”)。(3)小聪在实验中突发奇想,将两弹簧测力计互相垂直作用在橡皮筋上拉到B点,记下两弹簧测力计的示数分别为F3=3.0N、F4=4.0N;然后只用一个弹簧测力计把橡皮筋也拉到B点,如图丙所示,读出弹簧测力计的示数F=No根据你对合力与分力的理解,判断F (选填“是”或“不是)F3、F4的合力。练习3:
6、(2019铜仁)小明在探究“二力平衡”条件的实验中,设计了如图所示的两种实验方案。(1)通过实验比较,小明发现采用方案乙,实验效果更好,原因是 o(2)该实验装置中,木板两端的定滑轮的作用是 o保持两盘中祛码质量相等,把小车在水平桌面上扭转一个角度,放手后观察到小车转动,最后恢复到静止状态。这个实验现象说明:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,并且,这两个力才能彼此平衡。小明在探究完“二力平衡”条件的实验后,又利用该装置进行探究,剪断小车左边的细线后,小车由静止向右运动,此现象说明力可以改变物体的。练习4: (2019 内江)如图所示,是探究“二力平衡条件”的实验装置图。(1)实验时
7、使用小车而不使用木块,是因为小车与桌面间的 更小,从而减小对实验结果的影响。(2)在实验开始时,由于粗心只在左盘中放入祛码,小车立即向左运动,在运动过程中,左盘中祛码的重力势能将,动能将 o (选填“变大”、“变小”或“不变”)(3)当两个盘中分别放上两个相同的祛码后,小车静止在桌面上,这说明二力平衡时,两个力的大小。练习5: (2018 宿迁)如图所示,在“探究二力平衡的条件”实验中.。办办办(1)实验中定滑轮的作用是;(2)选择轻质卡片的目的是;(3)用手将卡片转过一个角度,使卡片受到的大小相等、方向相反的两个拉力不在同一条直线上,然后由静止释放卡片,根据 (选填字母)状态,能够说明这两个
8、拉力不是一对平衡力.A.松手前卡片静止 B.松手瞬间卡片旋转C.松手后卡片达到静止练习6: (2017 扬州)在“探究二力平衡的条件”活动中。(1)如果物体只受到两个力的作用,且处于状态,说明这两个力是相互平衡的。由此,小明提出,能否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件?(2)小华认为,若采用小明的方案,必须测出物体所受的和的大小来进行比较。研究发现,在小明的方案中,只能根据相互作用的关系直接测出 的大小,在未知二力平衡条件的前提下,另一个力无法直接测量,所以这一方案无法实施下去。(3)为此,两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案,如图乙所示,请你判断出他们改进的先后顺序:乙(4)如
9、图丙,是最终确认的实验方案。此方案中,由于,故卡片的重力可忽略不计。练习7:在探究二力平衡的条件活动中。B乙如果物体只受到两个力的作用,旦处于静止或匀速直线运动状态,说明这两个力是相互平衡的。由此,小明提出,能否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件?小华认为,若采用小明的方案,必须测出物体所受的的大小来进行比较。研究发现,在小明的方案中,只能根据相互作用的关系直接测出的大小,在未知二力平衡条件的前提下,另一个力无法直接测量,所以这一方案无法实施下去。为此两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案,如图乙所示,请你判断出她们改进的先后顺序:(用字母表示),这样的改进是为了减小对实验的影响。图内所示是最终确认的实验方案。此方案中,由于,故卡片的重力可忽略不计。练习8:实验小组要探究二力平衡条件.实验中每个钩码重力相同,摩擦力忽略不计.滑轮钩码(1)如图甲装置,当左右两端同时各挂两个钩码时,小车静止,此时A、A的方向;当左右两端同时取下一个钩码时,如图乙,小车仍静止,此时A 四;当右端再挂上一个钩码时,如图丙,小车将做变速运动,此时将九.(2)在图甲实验的基础上,将小车扭转一个角度,松手后,观察小车的情况,这样做可以探究什么问题?(3)对比甲、乙、丙三次实验,当小车静止时,水平方向上受到两个力的大小关系如何?还能看出小车受非平衡力作用时,运动状态将怎样?