Question

14．某物理學習小組在“探究二力平衡的條件”實驗時，自制了一套如圖所示的實驗裝置，將系于小卡片兩對角的細線，分別跨過左右支架上的定滑輪．
（1）在細線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個拉力方向相反（選填“相同”或者“相反”），并通過調整鉤碼的數量來改變兩端拉力的大小．
（2）若要探究不在同一直線的兩個力能否平衡，應該將圖中的卡片旋轉一定角度（選填“翻轉”或“旋轉”），觀察卡片能否平衡．
（3）若在實驗前左右兩個定滑輪沒有放在同一高度（不計摩擦），并觀察隨之發生的現象，這樣不會（選填“會”或“不會”）對實驗探究造成影響嗎？
（4）若卡片的重力對實驗造成了影響，這個影響是兩個力不在同一直線上．

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）小卡片轉過一個角度，小卡片上受到的兩個拉力就不在一條直線上，是驗證不在同一直線上兩個力是否平衡．
（3）實驗裝置就是利用定滑輪的特點：改變方向；只要能到達平衡力的四個條件，就可以研究；
（4）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．

解答 解：（1）小卡片兩端通過滑輪各掛一個鉤碼，兩個鉤碼由于重力通過繩子對小卡片施加了兩個向相反方向的拉力，拉力的大小等于鉤碼的重力，鉤碼的數量越多，拉力就越大；
（2）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；
（3）用定滑輪改變力的方向；因為左右兩側各通過一個定滑輪，定滑輪的位置雖然不等高，但是當兩個力大小相等、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狀態，照樣能完成實驗．
（4）二力平衡要滿足：兩個力作用在同一個物體上、大小相等、方向相反、在同一條直線上；重力使卡片下移，兩細線產生的力與紙片有一定的角度，即兩拉力不在一條直線上．
故答案為：（1）相反；大小；（2）旋轉；（3）不會；（4）兩個力不在同一直線上．

點評 本題考查二力平衡條件的應用以及控制變量法的應用，可根據二力平衡條件分析解答本題．