Question

20．小華同學(xué)利用如圖甲所示器材“探究二力平衡的條件”．
（1）將輕質(zhì)卡片上的兩根線跨放在支架的滑輪上，并在兩個線端分別掛上鉤碼，使作用在卡片上的兩個拉力方向相反，且在一條直線上．當(dāng)卡片平衡時，從鉤碼數(shù)量看，卡片兩邊所受的拉力大小相等．
（2）裝置中使用定滑輪是利用它能夠改變力的方向的特點(diǎn)．若小華在左右支架上裝配兩個滑輪時沒有安裝成相同高度，你認(rèn)為能否用該裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)埽ㄟx填“能”或“不能”）．
（3）為觀察不在同一直線上的兩個力是否能平衡，可用手將卡片旋轉(zhuǎn)一定角度，釋放時觀察其是否保持平衡．
（4）在卡片平衡時，用剪刀將卡片從中間剪開，并觀察隨之發(fā)生的現(xiàn)象．由此可以得到二力平衡的又一個條件是兩個力作用在同一物體上．
（5）該實(shí)驗(yàn)在選擇卡片時，選用較輕卡片的目的是減小卡片自身重力對實(shí)驗(yàn)的影響．
（6）在探究同一問題時，小明將木塊放在水平桌面上，設(shè)計了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們認(rèn)為小華的實(shí)驗(yàn)優(yōu)于小明的實(shí)驗(yàn)．其主要原因是B．
A．容易讓小卡片在水平方向上保持平衡
B．減少了摩擦力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響
C．小卡片容易扭轉(zhuǎn)．

Answer 1

分析 （1）鉤碼由于重力的作用，會對小卡片施加一個拉力的作用，左端的鉤碼對小卡片施加一個向左的拉力，右端的鉤碼對小卡片施加了一個向右的拉力，拉力的大小等于鉤碼的重力；
（2）實(shí)驗(yàn)裝置就是利用定滑輪的特點(diǎn)：改變方向；只要能到達(dá)平衡力的四個條件，就可以研究；
（3）要驗(yàn)證不在同一直線上兩個力是否平衡，可以將小卡片轉(zhuǎn)過一個角度，小卡片上受到的兩個拉力就不在一條直線上；
（4）二力平衡的條件：大小相等，方向相反，在一條直線上，在同一物體上；
（5）實(shí)驗(yàn)中，用到了小卡片，是因?yàn)樾】ㄆ�的質(zhì)量很小，其重力遠(yuǎn)小于卡片受到的拉力，重力可以忽略；
（6）小明將木塊放在水平桌面上，木塊在水平桌面上靜止或運(yùn)動都可能受到摩擦力的作用，就會影響實(shí)驗(yàn)效果．

解答 解：（1）保持兩個拉力在同一直線上，調(diào)整細(xì)線兩端的鉤碼，當(dāng)兩端鉤碼的質(zhì)量相等時，對小卡片的拉力相等，小卡片平衡；
（2）用定滑輪改變力的方向；因?yàn)樽笥覂蓚?cè)各通過一個定滑輪，定滑輪的位置雖然不等高，但是當(dāng)兩個力大小相等、方向相反、作用在同一直線上、作用在同一個物體上時，小卡片還是處于靜止?fàn)顟B(tài)，照樣能完成實(shí)驗(yàn)．
（3）為了驗(yàn)證兩力是否在同一直線上，保持卡片兩邊所受的拉力不變，用手將卡片轉(zhuǎn)過一定角度，并保持兩個拉力方向相反，松開手后觀察小卡片能否平衡；
（4）當(dāng)小卡片平衡時，用剪刀沿虛線迅速剪斷小卡片，由于二力不在同一物體上，所以兩側(cè)鉤碼落下，說明二力平衡的又一個條件是兩個力作用在同一物體上；
（5）由于小卡片的質(zhì)量很小，重力遠(yuǎn)小于卡片受到的拉力，所以選用輕質(zhì)小卡片目的是忽略卡片重力對實(shí)驗(yàn)的影響；
（6）小明將木塊放在水平桌面上，木塊和水平桌面間就會產(chǎn)生較大的摩擦力，就會影響實(shí)驗(yàn)效果（當(dāng)木塊兩端的拉力相差很小時，因?yàn)槭艿侥Σ亮Φ淖饔�，木塊保持平衡）；故B符合題意．
故答案為：
（1）大小相等；（2）改變力的方向；能；（3）旋轉(zhuǎn)一定角度；（4）同一物體上；
（5）減小卡片自身重力對實(shí)驗(yàn)的影響；（6）B．

點(diǎn)評 此題探究的是二力平衡的條件，二力平衡是初中物理力學(xué)中的難點(diǎn)，也是一個重點(diǎn)需要掌握．