实验09 探究“二力平衡”实验-2022年中考三轮冲刺物理实验题专项训练

实验09 探究“二力平衡”实验（解析版） 【实验目的、原理、方法】 ①实验目的：探究二力平衡的条件； ②实验原理：力能改变物体的运动状态； ③实验方法：控制变量法。 【实验器材】 小车、棉线、钩码、滑轮、水平桌面、小纸片。 【器材作用及图像】 ①小车：实验主体； ②棉线：连接小车与钩码； ③钩码：提供和改变对小车的拉力； ④滑轮：改变力的方向。 【实验步骤】 如图甲： 步骤①把小车放在光滑的水平桌面上，向挂在小车两端的托盘里放钩码。这样小 车在水平方向受到两个拉力，用力的示意图画出小车受到的两个拉力。观察小车在什么情况 下保持运动状态不变； 步骤②用手按住小车，改变两端钩码数量，使两个拉力大小不等。然后松手，观察小车能 不能保持静止； 步骤③用手按住小车，让两端钩码数量相等，让两个力的方向相同，然后松手，观察小车 能不能保持静止； 步骤④用手按住小车，让两端钩码数量相等，让小车扭转一个角度，然后松手，观察小车 能不能保持静止； 步骤⑤用手按住小车，让两端钩码数量相等，再让拉力方向相反，且在同一条直线上，然 后松手，观察小车能不能保持静止。 如图乙： 步骤⑥剪刀将硬纸片从中间剪开，观察小车能不能保持静止。 【实验结论】 二力平衡的条件要求这两个力： 1、大小相等（等大） 2、方向相反（反向） 3、同一直线（共线） 4、同一物体（同体） 【实验数据记录】 【实验补充】 1、平衡力及平衡状态的判定： （1）平衡力：物体在受到几个力的作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡； （2）平衡状态：物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态； （3）物体收到平衡力的作用，那么物体就处于平衡状态。 2、平衡力和相互作用力的区分： （1）二力平衡特点：同体、等大、反向、共线。 （2）相互作用力特点：不同体、等大、反向、共线。 3、二力平衡条件的应用 （1）二力平衡的条件是：作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡，对于二力平衡条件，我们必须注意上面四个要点，且这四个要点缺一不可； （2）在平衡力作用下，原来处于静止状态的物体，依然处于静止状态，原来运动的物体，一定以原来的速度做匀速直线运动； （3）静止的物体只受两个力作用时，这两个力一定是平衡力；匀速直线运动的物体，如果只受两个力作用，那么这两个力也一定是平衡力。 【常考实验问题】 1、实验中甲图滑轮的作用是 　改变力的方向　； 2、实验中甲图应选择较 　光滑　（选填“光滑”或“粗糙”）的实验桌面； 3、实验中甲图通过调整 　钩码个数　来调整拉力大小； 4、实验中乙图选择轻质卡片的目的是 　减小摩擦力对实验的影响　； 5、如图甲所示，当左右两端同时挂两个钩码时，小车静止，此时F1、F2的大小 　相等　，方向 　相反　； 6、为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上，小明用轻质硬纸片代替小车做实验，如图乙所示，他将要对硬纸片进行的操作是 　用剪刀将硬纸片从中间剪开　； 7、图甲的探究装置中研究对象是 　小车　，实验中判断其是否受平衡力作用的依据是物体处于 　静止　状态； 8、把小车转过一个角度，然后松手，观察到小车转动，最后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在 　同一条直线上　才能平衡。 【典例分析】探究二力平衡的条件： （1）如图甲所示，左、右两盘各放上5g砝码，松手后，发现木块静止。在继续实验时，不小心把右盘砝码掉到了地上，小雨惊奇地发现，木块仍然静止。通过讨论，大家一致认为这是 　木块与桌面之间有摩擦力　对实验结果的影响。 （2）小雨又提出了如图乙、丙两个方案，应选择方案 　丙　进行实验更合理。 （3）用选择的方案继续进行探究实验。 通过探究得出结论：二力平衡时，只要大小相等、方向相反，且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡。 小雨认为探究结果不完整，还缺少一个条件，这个条件是：　两个力必须作用在同一物体上　，用剪刀将图丁中的硬纸片从中间剪开，发现分开后的硬纸片 　运动　（填“静止”或“运动”）。 （4）上述过程中不断发现问题，改进并完善实验方案，用到的科学方法是：　B　。 A.类比法 B.缺点列举法 C.分类法 （5）请画出图丁中轻质硬纸片所受力的示意图。 【答案】（1）木块与桌面之间有摩擦力；（2）丙；（3）两个力必须作用在同一物体上；运动（4）B。 【解答】解：（1）右盘砝码掉到了地上，两边拉力大小不同，但木块与桌面之间有摩擦力，木块仍然静止。这是木块与桌面之间摩擦力对实验结果的影响； （2）乙方案可以排除木块与桌面之间有摩擦力对实验有影响，但两个拉力不在同一直线上，因此丙方案应选择方案进行实验更合理； （3）二力平衡时，两个力要作用在同一物体上，当小卡片平衡时，用剪刀从中间剪断小卡片，由于二力不在同一