Question

13．如圖甲是小華同學探究二力平衡條件時的實驗情景．
（1）小華將系于小卡片（重力可忽略不計）兩對角的線分別跨過左右支架上的滑輪，在線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個拉力方向相反，并通過調整鉤碼數量來改變拉力的大小．
（2）當小卡片平衡時，小華將小卡片轉過一個角度，松手后小卡片不能（能/不能）平衡．設計此實驗步驟的目的是為了探究作用在不同直線上的兩個力對平衡的影響．
（3）為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，在圖甲所示情況下，小華下一步的操作是：用剪刀剪斷小卡片．
（4）在探究同一問題時，小明將木塊放在水平桌面上，設計了如圖乙所示的實驗，同學們認為小華的實驗優于小明的實驗．其主要原因是木塊在水平方向還受到摩擦力的作用．
提出你的改進方法：大木塊下面裝滾輪．

Answer 1

分析 （1）小卡片重力比較小，可以忽略小卡片的重力．小卡片通過線跨過兩個定滑輪，可以使作用在小卡片上的兩個力方向相反．通過改變鉤碼的數量可以改變作用在小卡片上力的大小．
（2）為了探究兩個平衡力是否在同一條直線上，可以通過旋轉小卡片使兩個力不在同一條直線上，當松手后觀察小卡片是否處于平衡狀態，最后兩個力處于何種狀態時小卡片處于靜止狀態．
（3）探究二力平衡時，驗證兩個力需要作用在同一個物體上，可以把小卡片分成兩半變成兩個物體．
（4）在研究二力平衡的條件時，要盡可能排除其它力（如摩擦力）對實驗的干擾．

解答 （1）小卡片重力比較小，可以忽略小卡片的重力．小卡片通過線跨過兩個定滑輪，可以使作用在小卡片上的兩個力方向相反．通過改變鉤碼的數量可以改變作用在小卡片上力的大小．
（2）為了探究兩個平衡力是否在同一條直線上，可以通過旋轉小卡片使兩個力不在同一條直線上，當松手后觀察小卡片是否處于平衡狀態，最后兩個力處于何種狀態時小卡片處于靜止狀態．
（3）為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，用剪刀把小卡片剪成兩個更小的卡片，觀察兩個更小卡片是否平衡．
（4）小華的實驗優于小明的實驗的原因是：在小明的實驗中，木塊與桌面間的摩擦力會對實驗結果產生較大的影響；而小華的實驗中，紙片被懸空，就消除了摩擦力對實驗結果的影響．本實驗可以通過在大木塊下面裝滾輪的方法來減小摩擦．
故答案為：（1）相反；鉤碼數量；（2）不能；作用在不同直線上的兩個力；（3）用剪刀剪斷小卡片；（4）木塊在水平方向還受到摩擦力的作用；大木塊下面裝滾輪．

點評 用實驗探究物理規律時，要簡化實驗，本實驗采用探究處于靜止狀態的小卡片受到平衡力的條件，實驗中還采用小卡片，采用小卡片懸在空中，都是采用簡化實驗的目的．