Question

【題目】探究小組的成員在組長帶領(lǐng)下設(shè)計出一套新的探究而二平衡條件的實驗方案如下：

裝置：組裝裝置如圖所示，其中a、b為固定在豎板上的定滑輪，c為薄鐵片。

實驗步驟：

①細線兩端懸掛質(zhì)量相等的砝碼，觀察鐵片的狀態(tài)；

②在細線兩端懸掛質(zhì)量不相等的砝碼，觀察鐵片的運動狀態(tài)；

③在細線兩端加等質(zhì)量的鉤碼，把紙片扭轉(zhuǎn)一個角度后釋入觀察鐵片的運動狀態(tài)；

④根據(jù)實驗現(xiàn)象，總結(jié)得出結(jié)論。

(1) 老師指出實驗中用鐵片不合適，請你說出其中原因并找到合適的替代器材：

原因：___________________；

替代器材：________________；

(2) 換用合適的器材后，實驗小組按照步驟進行實驗，發(fā)現(xiàn)只能證明二力平衡條件中的三個條件。為證明第四個條件，需要再增加實驗器材是_____________。如何才能證明第四個條件？請你寫出實驗方法、實驗現(xiàn)象和最終的第四個條件：

實驗方法和現(xiàn)象：______________通過上述實驗證明，二力平衡時兩力必須___________。

Answer 1

【答案】鐵片不能被剪開，無法探究二力平衡時作用在同一個物體上，鐵片太重不易探究二力平衡作用在同一條直線上 硬紙片 剪刀 用剪刀將紙片剪開 作用在同一物體上。

【解析】

二力平衡的條件是作用在同一物體上的兩個力，大小相等，方向相反并作用于同一直線上。

(1)[1]實驗中用鐵片不合適，一是因為鐵片不能剪開，無法探究二力平衡時兩個力作用在同一個物體上；二是鐵片太重，由于其豎直向下重力的影響不易探究二力平衡作用在同一條直線上。

[2]為解決實驗中鐵片引起的兩個問題，可選用硬紙片替換鐵片，硬紙片質(zhì)量很小且方便用剪刀從中間剪開。

(2)[3][4][5]由于鐵片不能剪開，故無法探究二力平衡時兩個力作用在同一個物體上。換用紙片后，為驗證此條件，需要再增加的實驗器材為剪刀。具體操作為：當小紙片平衡后，用剪刀從中間將小紙片剪成兩半，由于兩側(cè)砝碼通過細繩作用的力分別位于兩半紙片上，兩側(cè)砝碼會拉動紙片落下，說明二力平衡的第四個條件是兩個力作用在同一個物體上。