Question

14．探究“二力平衡的條件”實驗中：

（1）甲乙兩組同學(xué)分別選擇器材后，設(shè)計組裝實驗裝置如圖所示，老師指出乙組同學(xué)選擇的器材更加合理，其原因是小車的摩擦力更小，不易對實驗結(jié)果造成影響；
（2）在探究力的大小對二力平衡的影響時，通過調(diào)整鉤碼的個數(shù)（質(zhì)量）來改變F₁和F₂的大�。�
（3）乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)自己的裝置無法完成全部探究過程，請問乙同學(xué)裝置不能探究二力平衡中哪一個條件？答：不能探究二力平衡時兩個力是否必須作用在同一物體上；
（4）該實驗用到的方法是：控制變量法；
（5）實驗開始時，用手向下按住小車，此時小車處于靜止狀態(tài)，請畫出圖丙小車此時豎直方向受力示意圖．

Answer 1

分析 （1）在研究二力平衡條件時，要排除其它力（如摩擦力）的干擾；
（2）實驗時，通過兩個滑輪和下方掛著的鉤碼對小車施加兩個相反方向的拉力，拉力的大小等于鉤碼的重力，通過調(diào)節(jié)鉤碼的個數(shù)來改變拉力的大��；
（3）靜止或做勻速直線運動的物體將受到平衡力的作用，當兩個力滿足四個條件時，才是一對平衡力，即“作用在同一個物體上、大小相等、方向相反、在同一條直線上”．
（4）物理學(xué)中對于多因素（多變量）的問題，常常采用控制因素（變量）的方法，把多因素的問題變成多個單因素的問題．每一次只改變其中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對事物影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法；
（5）小車在水平面上處于靜止狀態(tài)，在豎直方向上受到重力G與支持力F的作用，在水平方向上受到水平不受摩擦力作用．

解答 解：
（1）甲圖中的是木塊，它與桌面之間的摩擦是滑動摩擦，而乙圖中的是小車，它與桌面之間是滾動摩擦，其摩擦力較小可以忽略，實驗更準確些；
（2）小車受到的拉力F₁和F₂分別等于水平桌面兩端所掛鉤碼的重力，可以通過調(diào)整鉤碼的個數(shù)來改變F₁和F₂的大��；
（3）乙裝置中，小車無法分成兩半，不能探究二力平衡時兩個力必須在同一物體上；
（4）二力平衡的條件與四個因素有關(guān)，在實驗中應(yīng)用了控制變量法；
（5）小車靜止在水平面上時，在豎直方向上受重力G和支持力N，如圖所示：

故答案為：（1）小車的摩擦力更小，不易對實驗結(jié)果造成影響；（2）鉤碼的個數(shù)（質(zhì)量）；（3）是否必須作用在同一物體上；（4）控制變量法；（5）見上圖．

點評 此題考查了探究二力平衡實驗中選擇實驗器材需要注意問題，力的示意圖、二力平衡條件的應(yīng)用，屬于綜合性題目．