Question

20．在探究“二力平衡條件”的實驗中：
（1）甲、乙兩組同學分別選擇器材后，設計組裝的實驗裝置如圖所示．老師指出乙組同學選擇的器材更加合理，其原因是：減小摩擦力對實驗的影響．
（2）在探究力的大小對二力平衡的影響時，并通過調整鉤碼的個數（質量）來改變F₁和F₂的大小．
（3）保持F₁與F₂相等，用手將小車扭轉到圖丙中的位置，松手后，小車將無法在此位置平衡．實驗中設計這一步驟的目的是為了探究二力平衡時，兩個力必須滿足哪個條件？作用在一條直線上．

Answer 1

分析 （1）滾動摩擦力遠小于滑動摩擦力，小車比木塊的摩擦力更小；
（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，通過調節鉤碼的個數來改變拉力的大小；
（3）保持F₁與F₂大小相等，不在同一條直線上，小卡片不能處于靜止狀態，要發生轉動，可以探究二力平衡二力是否必須作用在同一條直線上．

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，可以通過調整鉤碼的個數（質量）來改變F₁和F₂的大小；
（3）保持F₁與F₂相等，用手將小車扭轉到圖丙中的位置，即此時兩個力不在同一直線上，所以松手后，小車將轉動，即二力只有在同一條直線上時才會平衡，因此利用該環節可以驗證二力方向問題．
故答案為：（1）減小摩擦力對實驗的影響；（2）鉤碼的個數（質量）；（3）作用在一條直線上．

點評 此題通過實驗探究考查學生對二力平衡條件的應用，主要考查了實驗的操作要求，一定要熟練掌握二力平衡的條件，是一道基礎的實驗題．