苏科版物理八年级下学期探究二力平衡条件的实验专题解析.docx

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苏科版物理八年级下学期探究二力平衡条件的实验专题解析

苏科版物理八年级下学期

探究二力平衡条件的实验专题解析

【典例1】在探究二力平衡条件的实验中，小明选择如图装置，把小卡片两端细线绕过滑轮，并挂上钩码。

（1）实验中选择小卡片的目的是（填考虑或不考虑）小卡片的重力；探究两个力大小关系时，应该观察细线两端所挂的个数。

（2）为了探究两个平衡力是否在同一直线上，进行如下操作：

（填挤压或旋转）小卡片，松手后观察小卡片是否平衡。

（3）为了探究两个平衡力是否作用在同一物体上，你的操作是：

。

（4）由此得出二力平衡的条件是：

作用在同一物体上的两个力，大小，方向，且作用在。

如果物体在做圆周运动，那么它受到了力的作用。

【典例2】如图所示，在探究二力平衡条件的实验中：

（1）把木块放在（填光滑或粗糙）的水平桌面上，向两盘里加砝码，当两盘砝码质量.（填相等或不等）时，木块静止；

（2）保持两盘砝码质量相等，把木块扭转一个角度，使拉力F1与F2不在同一条直线上，观察到木块发生，当木块重新恢复到原来的静止状态时，拉力F1与F2作用在；

（3）由上述实验可得：

作用在同一物体上的两个力，如果大小，方向，作用在.上，这两个力就彼此平衡．

【典例3-真题】小明在“探究二力平衡条件”的实验中，将系于卡片两对角的线分别跨过左、右支架上的滑轮，并在两个线端挂上相同的钩码。

当卡片静止时，发现拉线不在同一直线上（如图甲所示），于是他得出：

二力平衡时，两个力可以不在同一直线上，你认为造成这种情况的原因是，要得到科学的结论，请你给他提出一条改进建议是。

【典例4】在探究“二力平衡条件”的实验中：

（1）甲、乙两组同学分别选择器材后，设计组装的实验装置如图所示。

老师指出乙组同学选择的器材更加合理，其原因是；

（2）在探究力的大小对二力平衡的影响时，利用了定滑轮能够的特点，并通过调整砝码质量来改变F1和F2的大小。

【典例5】在探究二力平衡的条件实验中，同学们设计了如图1所示实验。

（1）实验中需要通过调整来改变小车受到的拉力F1、F2的大小；

（2）实验中，当小车处于状态时，表明其处于平衡状态；

（3）实验中，保持F1与F2大小相等，将小车扭转一个角度。

松手后，小车保持平衡（填能或不能）；

（4）部分同学还设计了如图2所示实验方案．图1和图2两种方案中，方案更合理。

原因是：

该设计较好地排除了对实验的影响。

【典例6】在探究“二力平衡条件”的实验中，某同学采用的实验装置如图甲所示：

（1）当物体处于静止状态或状态时，我们认为它受到的力是相互平衡的；

（2）在探究力的大小对二力平衡的影响时，通过调整来改变F1和F2的大小；

（3）实验时，小明在利用甲装置实验时，发现当向左盘和右盘同时加入一个相等质量的砝码时，木块于静止状态。

此时木块在水平方向受到两个力的作用，这些力是平衡的．小明再把右盘中的砝码换成一稍重一点的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，出现这种现象的原因是，这时木块在水平方向受到的力（填平衡或不平衡）。

要避免这种现象产生，请你对该实验装置提出改进意见：

；

（4）保持F1与F2相等，用手将小车扭转到图乙中的位置，松手后，小车将无法在此位置平衡。

实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须满足。

【典例7】在“探究二力平衡条件”的活动中，主要是通过探究力对物体的作用效果来实现探究目的。

如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。

（1）小华将系于小卡片（重力可忽略不计）两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩

码，使作用在小卡片上的两个拉力方向相反，并通过调整钩码数量来改变拉力的大小；

（2）小明还进行如图乙所示的探究活动．这样的操作是为了探究物体在平衡状态下所受的两个力（）

A大小是否相等B方向是否相反C是否作用在同一直线上

（3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小华下一步的操作是：

；

（4）在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图丙所示的实验，同学们认为小华的实验优于小明的实验．其主要原因是（）

A减少摩擦力对实验结果的影响B小书片是比较容易获取的才料

C容易让小卡片在水平方向上保持平衡D小卡片容易扭转

（5）请你为小明的探究方案提一个改进意见：

。

专题解析

【典例1】在探究二力平衡条件的实验中，小明选择如图装置，把小卡片两端细线绕过滑轮，并挂上钩码。

（1）实验中选择小卡片的目的是（填考虑或不考虑）小卡片的重力；探究两个力大小关系时，应该观察细线两端所挂的个数。

（2）为了探究两个平衡力是否在同一直线上，进行如下操作：

（填挤压或旋转）小卡片，松手后观察小卡片是否平衡。

（3）为了探究两个平衡力是否作用在同一物体上，你的操作是：

。

（4）由此得出二力平衡的条件是：

作用在同一物体上的两个力，大小，方向，且作用在。

如果物体在做圆周运动，那么它受到了力的作用。

【解析】

（1）卡片质量很小，重力远小于卡片受到的拉力，所以其重力可不考虑；

（2）为了探究两个平衡力是否在同一条直线上，应控制拉力大小相等，不在一条直线上，所以在卡片两端挂同样多的钩码，旋转小卡片松手并观察小卡片的运动情况；（3）用剪刀把小纸片一剪两半，两个拉力不再作用在同一物体上，纸片向两边运动，可以探究两个平衡力是否作用在同一物体上；（4）二力平衡的条件是：

作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反，且作用在同一直线；如果物体在做圆周运动，运动状态不断改变，则它受到了非平衡力的作用【点评】探究二力平衡条件：

①作用在同一物体上的两个力，大小相等、方向相反、在同一条直线上，这两个力就彼此平衡；②如果物体保持静止或匀速直线运动状态，则这两个力平衡，如果物体运动状态改变，则受非平衡力【答案】不考虑、旋转、用剪刀把小纸片一剪两半，观察纸片的运动情况、相等、相反、同一直线上、非平衡

【典例2】如图所示，在探究二力平衡条件的实验中：

（1）把木块放在（填光滑或粗糙）的水平桌面上，向两盘里加砝码，当两盘砝码质量.（填相等或不等）时，木块静止；

（2）保持两盘砝码质量相等，把木块扭转一个角度，使拉力F1与F2不在同一条直线上，观察到木块发生，当木块重新恢复到原来的静止状态时，拉力F1与F2作用在；

（3）由上述实验可得：

作用在同一物体上的两个力，如果大小，方向，作用在.上，这两个力就彼此平衡．

【解析】

（1）①光滑的水平桌面可以不考虑木块和水平桌面的摩擦力，简化实验；粗糙的水平桌面，木块和水平桌面之间会产生摩擦力，使实验比较复杂；②水平桌面是光滑的，当两端放质量相等的砝码，木块水平方向上受到的拉力相等，木块处于静止状态【点评】二力平衡条件：

同体、同线、等大、反向，缺一不可【答案】

（1）光滑、相等

（2）转动、同一直线上（3）相等、相反、同一直线

【典例3-真题】小明在“探究二力平衡条件”的实验中，将系于卡片两对角的线分别跨过左、右支架上的滑轮，并在两个线端挂上相同的钩码。

当卡片静止时，发现拉线不在同一直线上（如图甲所示），于是他得出：

二力平衡时，两个力可以不在同一直线上，你认为造成这种情况的原因是，要得到科学的结论，请你给他提出一条改进建议是。

【解析】探究二力平衡条件时，实验使用质量小的小卡片，卡片的重力远小于作用在小卡片上的力，卡片的重力可以忽略不计；卡片的质量太大，重力大，竖直方向的力影响了作用在卡片水平方向的力，所以探究结果出现问题，实验时换成质量小的小卡片【点评】探究二力平衡时，器材选择和操作，例如选择小卡片、定滑轮、两端挂质量相等的钩码、为何要扭动一个方向等【答案】卡片的质量太大、换成质量小的小卡片

【典例4】在探究“二力平衡条件”的实验中：

（1）甲、乙两组同学分别选择器材后，设计组装的实验装置如图所示。

老师指出乙组同学选择的器材更加合理，其原因是；

（2）在探究力的大小对二力平衡的影响时，利用了定滑轮能够的特点，并通过调整砝码质量来改变F1和F2的大小。

【解析】

（1）掌握探究二力平衡的条件要从大小上、是否一条直线上，经过实验逐步得出结论

（2）滚动摩擦力远小于滑动摩擦力，定滑轮可以改变力的方向；

（1）甲图木块与桌面之间的摩擦是滑动摩擦，而乙图中小车与桌面之间是滚动摩擦，其摩擦力较小可以忽略，实验更准确些【点评】考查探究二力平衡实验中选择器材需要注意问题及实验中的一些重要步骤，此题考查较为全面，是中考题目的典范【答案】

（1）小车与桌面间的摩擦力较小，可以忽略不计

（2）改变力的方向

【典例5】在探究二力平衡的条件实验中，同学们设计了如图1所示实验。

（1）实验中需要通过调整来改变小车受到的拉力F1、F2的大小；

（2）实验中，当小车处于状态时，表明其处于平衡状态；

（3）实验中，保持F1与F2大小相等，将小车扭转一个角度。

松手后，小车保持平衡（填能或不能）；

（4）部分同学还设计了如图2所示实验方案．图1和图2两种方案中，方案更合理。

原因是：

该设计较好地排除了对实验的影响。

【解析】

（1）实验中需要通过调整钩码重来改变小车受到的拉力F1、F2大小；

（2）小车处于静止状态时，表明其处于平衡状态；（3）将小车扭转一个角度．两个力没有在同一条直线上，二力不平衡，故松手后，小车不能保持平衡；（4）在研究二力平衡时，尽可能排除其它力的干扰；故为了排除摩擦力的干扰，甲方案更合理【答案】

（1）钩码重

（2）静止（3）不能（4）甲、摩擦力

【典例6】在探究“二力平衡条件”的实验中，某同学采用的实验装置如图甲所示：

（1）当物体处于静止状态或状态时，我们认为它受到的力是相互平衡的；

（2）在探究力的大小对二力平衡的影响时，通过调整来改变F1和F2的大小；

（3）实验时，小明在利用甲装置实验时，发现当向左盘和右盘同时加入一个相等质量的砝码时，木块于静止状态。

此时木块在水平方向受到两个力的作用，这些力是平衡的．小明再把右盘中的砝码换成一稍重一点的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，出现这种现象的原因是，这时木块在水平方向受到的力（填平衡或不平衡）。

要避免这种现象产生，请你对该实验装置提出改进意见：

；

（4）保持F1与F2相等，用手将小车扭转到图乙中的位置，松手后，小车将无法在此位置平衡。

实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须满足。

【解析】

（1）当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时我们认为它受到的力是相互平衡的；

（2）在探究力的大小对二力平衡的影响时，通过调整左右天平盘放置砝码的大小来改变F1和F2的大小；（3）小明再把右盘中的砝码换成一个稍重一点的砝码时，木块受到两端的拉力和摩擦力作用，这三个力是平衡力，木块处于静止状态，木块受力一定是平衡力．为了减小木块和桌面之间的滑动摩擦力，可以用滚动代替滑动，用小车来代替木块；（4）用手将小车扭转到图乙中的位置，松手后，小车将无法在此位置平衡这是为了探究二力平衡时，两个力必须满足同一直线上

【点评】①探究二力平衡条件时，采用质量很小的硬纸片悬在空中，可以尽量减小摩擦力对实验的影响；

②物体处于静止状态或匀速直线运动状态，物体受力平衡；

③探究二力平衡力大小时，通过改变左右两盘内的砝码来改变力的大小；

④木块在水平桌面上有向右运动的趋势，木块和水平桌面之间存在摩擦力，因为摩擦力作用，木块受到平衡力作用，处于静止状态；

⑤可以从减小摩擦的方法进行分析：

减小压力、减小接触面粗糙程度、滚动代替滑动等；

⑥为了探究二力在同一直线上，