Question

11．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，并通過調整鉤碼的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（選填“能”或“不能”）平衡．設計此實驗步驟的目的是為了探究不在同一直線上的兩個力是否能平衡．
（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：將卡片剪為兩半，看卡片是否能平衡．
（4）當卡片靜止時，小華發現拉線不在同一直線上（如圖乙所示），于是他得出：二力平衡時，兩個力可以不在同一直線上，要得到科學的結論，請你給他提出一條改進建議是：換用輕質卡片．
（5）小明同學也對該實驗進行了探究，但他在左右支架上裝配兩個滑輪時沒有安裝成相同高度（如圖丙所示），你認為能否用小明的裝置進行實驗能（選填“能”或“不能”）．
（6）同組的小麗在探究同一問題時，將木塊放在水平桌面上，設計了如圖丁所示的實驗，同學們認為小華的實驗優于小麗的實驗．其主要原因是木塊在水平方向還受到摩擦力的作用，請你為小麗的探究方案提一個改進意見：用小車來代替木塊．

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）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，觀察小卡片的運動情況；
（3）為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，可以將小卡片分成兩個物體，觀察兩個物體的運動情況；
（4）由于重力對實驗有一定的影響，所以物體的重力越小影響越小；
（5）只要能到達平衡力的四個條件，就可以研究；
（6）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 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）小卡片轉過一個角度，松手后小卡片不能平衡，設計此實驗步驟的目的是為了探究不在同一直線上的兩個力是否能平衡；
（3）把小卡片一剪為二，變為兩個卡片，觀察兩個小卡片是否處于靜止狀態；
（4）因為卡片有重力，所以會出現拉線不在同一直線上，所以實驗中要換用輕質卡片；
（5）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；
（6）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，本實驗可以用小車代替木塊來減小摩擦．
故答案為：（1）相反；鉤碼的數量；（2）不能；不在同一直線上的兩個力是否能平衡；（3）將卡片剪為兩半，看卡片是否能平衡；（4）換用輕質卡片；（5）能；（6）木塊在水平方向還受到摩擦力的作用；用小車來代替木塊．

點評 探究平衡力條件的實驗要盡量簡化實驗，用靜止狀態來代替勻速直線運動狀態，用空中懸著的小卡片代替放在水平桌面的物體，簡化實驗，便于操作．