Question

【題目】探究小組的成員在組長(zhǎng)帶領(lǐng)下設(shè)計(jì)出一套新的探究而二平衡條件的實(shí)驗(yàn)方案如下：

裝置：組裝裝置如圖所示，其中a、b為固定在豎板上的定滑輪，c為薄鐵片。

實(shí)驗(yàn)步驟：

①細(xì)線兩端懸掛質(zhì)量相等的砝碼，觀察鐵片的狀態(tài)；

②在細(xì)線兩端懸掛質(zhì)量不相等的砝碼，觀察鐵片的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

③在細(xì)線兩端加等質(zhì)量的鉤碼，把紙片扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度后釋入觀察鐵片的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

④根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，總結(jié)得出結(jié)論。

(1) 老師指出實(shí)驗(yàn)中用鐵片不合適，請(qǐng)你說出其中原因并找到合適的替代器材：

原因：___________________；

替代器材：________________；

(2) 換用合適的器材后，實(shí)驗(yàn)小組按照步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)只能證明二力平衡條件中的三個(gè)條件。為證明第四個(gè)條件，需要再增加實(shí)驗(yàn)器材是_____________。如何才能證明第四個(gè)條件？請(qǐng)你寫出實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和最終的第四個(gè)條件：

實(shí)驗(yàn)方法和現(xiàn)象：______________通過上述實(shí)驗(yàn)證明，二力平衡時(shí)兩力必須___________。

Answer 1

【答案】鐵片不能被剪開，無法探究二力平衡時(shí)作用在同一個(gè)物體上，鐵片太重不易探究二力平衡作用在同一條直線上 硬紙片 剪刀 用剪刀將紙片剪開 作用在同一物體上。

【解析】

二力平衡的條件是作用在同一物體上的兩個(gè)力，大小相等，方向相反并作用于同一直線上。

(1)[1]實(shí)驗(yàn)中用鐵片不合適，一是因?yàn)殍F片不能剪開，無法探究二力平衡時(shí)兩個(gè)力作用在同一個(gè)物體上；二是鐵片太重，由于其豎直向下重力的影響不易探究二力平衡作用在同一條直線上。

[2]為解決實(shí)驗(yàn)中鐵片引起的兩個(gè)問題，可選用硬紙片替換鐵片，硬紙片質(zhì)量很小且方便用剪刀從中間剪開。

(2)[3][4][5]由于鐵片不能剪開，故無法探究二力平衡時(shí)兩個(gè)力作用在同一個(gè)物體上。換用紙片后，為驗(yàn)證此條件，需要再增加的實(shí)驗(yàn)器材為剪刀。具體操作為：當(dāng)小紙片平衡后，用剪刀從中間將小紙片剪成兩半，由于兩側(cè)砝碼通過細(xì)繩作用的力分別位于兩半紙片上，兩側(cè)砝碼會(huì)拉動(dòng)紙片落下，說明二力平衡的第四個(gè)條件是兩個(gè)力作用在同一個(gè)物體上。