Question

1．如圖甲是小華同學(xué)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(diào)整鉤碼個數(shù)來改變拉力的大小．
（2）當小卡片平衡時，小華將卡片旋轉(zhuǎn)（選填“翻轉(zhuǎn)”或“旋轉(zhuǎn)”）一個角度，松手后小卡片不能（選填“能”或“不能”）平衡．設(shè)計此實驗步驟的目的是為了探究D．
A．二力不在同一物體上能否平衡；B．二力大小不相等能否平衡；
C．二力方向不相反能否平衡；    D．二力不在同一直線上能否平衡
（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從中間剪開．
（4）實驗中選擇小卡片的目的是不考慮（選填“考慮”或“不考慮”）小卡片的重力，原因是此實驗是探究水平方向二力平衡的條件．
（5）在探究同一問題時，小明將木塊放在水平桌面上，設(shè)計了如圖乙所示的實驗，同學(xué)們認為小華的實驗優(yōu)于小明的實驗．其主要原因是A
A．減少摩擦力對實驗結(jié)果的影響　　　　　　  B．小書片是比較容易獲取的才料
C．容易讓小卡片在水平方向上保持平衡　　    D．小卡片容易扭轉(zhuǎn)
（6）小明同學(xué)也對同一問題進行了探究，但他在左右支架上裝配兩個滑輪時沒有安裝成相同高度，你認為能（選填“能”或“不能”）用小明的裝置進行實驗．
（7）圖乙中，若左邊掛2N的鉤碼，右邊掛5N鉤碼時，木塊保持靜止，則此時木塊收到摩擦力是3N，若再在右邊增加3N的鉤碼時，恰好木塊向右勻速直線運動，要使木塊向左勻速直線運動，則在左邊所掛鉤碼的重力為14N．

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(zhuǎn)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）為了驗證作用在同一物體上的兩個力才能平衡，則小卡片上受到的兩個拉力應(yīng)分別作用在兩個物體上，據(jù)此可知下一步的操作．
（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��；
（5）為了減小實驗誤差，應(yīng)減小摩擦力對實驗的影響，根據(jù)摩擦力對實驗的影響分析小明與小華的實驗設(shè)計的優(yōu)劣；
（6）只要能到達平衡力的四個條件，就可以研究；
（7）木塊靜止時，受平衡力；勻速直線運動時，仍受平衡力．由靜摩擦到動摩擦，摩擦力在改變．當處于滑動摩擦狀態(tài)時，摩擦力不再改變．分析物體受力情況，由平衡力知識解答．

解答 解：（1）在線的兩端掛上鉤碼的作用是使兩個拉力的方向相反，可通過調(diào)整鉤碼的個數(shù)來改變拉力的大��；
（2）小華將小卡片轉(zhuǎn)過一個角度，兩個拉力不在同一直線上，放手后，小卡片運動，說明小卡片不能平衡；設(shè)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能否平衡，故選D；
（3）為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，則小卡片上受到的兩個拉力應(yīng)分別作用在兩個物體上，所以下一步的操作是：將卡片從中間剪開；
（4）實驗是探究水平方向上的二力平衡的條件，而小卡片的重力很小且方向是豎直向下的，可以忽略對實驗的影響，所以目的是不考慮小卡片的重力；
（5）如圖乙所示的實驗，木塊在桌面上受摩擦力作用，摩擦力對實驗影響較大，而甲實驗不受摩擦力的影響，因此甲實驗優(yōu)于乙實驗，故選A．
（6）因為左右兩側(cè)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(tài)，照樣能完成實驗；
（7）由題知，左、右兩盤中的砝碼的重力分別為2N和5N時，物體保持靜止，物體受到左右兩邊拉力外，由于此時物體有向右運動的趨勢，所以物體還受到水平向左的摩擦力，物體受到的這三個力為平衡力；
即：F_右=F_左+f，
所以f=F_右-F_左=5N-2N=3N；
若再在右邊增加3N的鉤碼時，物體恰好向右勻速滑動，此時物體受到水平向左的滑動摩擦力，且物體受到的力是平衡力，
即：F_右′=F_左+f′，
所以此時的摩擦力：f′=F_右′-F_左=5N+3N-2N=6N，
如果物體要向左勻速滑動，受到的滑動摩擦力水平向右，物體受到的力仍是平衡力，物體A對水平桌面的壓力和接觸面的粗糙程度不變，摩擦力大小不變，
即有：F_右′+f′=F_左′，
所以左盤中鉤碼的重力：G=F_左′+f′=3N+5N+6N=14N．
故答案為：（1）相反；鉤碼的個數(shù)；（2）旋轉(zhuǎn)；不能；D；（3）將卡片從中間剪開；（4）不考慮；水平方向；（5）A；（6）能；（7）3；14N．

點評 （1）此題考查了二力平衡的條件的探究過程．
（2）在該實驗中，為了探究兩個力是否平衡，要用到控制變量法的思路．探究其中的一個條件時，要控制其他條件相同．這也是根據(jù)實驗步驟確定實驗?zāi)康闹饕�依�?jù)．