09 探究二力平衡条件实验-2022-2023学年八年级物理下册重难点突破复习

重难点突破：09探究二力平衡条件实验 【知识清单】 实验：探究二力平衡的条件 假设猜想： ①两个力应该在同一物体上 ②两个力的大小可能要相等 ③两个力的方向可能要相反 ④两个力可能要在一条直线上 设计实验： 把小车放在光滑的水平桌面上，同时给小车两端各施加一个力的作用，观察小车 在什么条件下能保持运动状态不变。 实验器材： 滑轮(2个)、小车(2个)托盘(2个)、细绳、砝码 若干、光滑桌面等。 实验步骤： ①用手按住小车不动，在两边的两个托盘上放上质量不同的砝码，即E<E时， 放手后观察小车运动状态的变化。 ②用手按住小车不动，在两边的两个托盘上放上质量相同的砝码，即E=E时， 放手后观察小车运动状态的变化。 ③用手按住小车不动，把两个托盘放在小车的同一侧，加入相等的砝码，即小 车受到大小方向相同的两个力，放手后观察小车运动状态的变化。 ④在两个托盘中加相等的砝码，使小车静止，用手旋转小车至某一角度，使两 个力不作用在同一条直线上，放手后观察小车运动状态的变化。 ⑤用两个相同的小车分别系住一个托盘，用手按住，保证二力大小相等、方向 相反，作用在同一直线上，放手后观察两个小车运动状态的变化。 实验结论： 作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反、并且在同一条直线上， 这两个力就彼此平衡。 注意事项： ①所用的两个托盘、两个小车要相同。 ②应选择较光滑的桌面和质量较大的砝码，这样可以减小阻力对实验的影响。 1/12 实验改进： 把教材实验器材中的小车改成硬纸板，硬纸板的重力可 以忽略不计，同时增加一把小剪刀，便于把一个物体变 成两个物体：并且把硬纸板支撞起来，不再与桌面接触， 进一步减小摩擦阻力对实验的影响。 【典例分析】 例1在探究“二力平衡的条件”的实验中，小明采用的实验装置如图所示。 木块 砝码 (1)实验时，小明向左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码时，木块两边所受的 拉力 (选填“相等”或“不相等”)，木块处于静止状态。小明再把右盘中的砝码 换成一个质量较大的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，出现这种现象的原因 是 ,于是他把木块换成小车，并选择较 (选填“光 滑”或“粗糙”)的实验桌面，继续完成实验： (2)在左右两盘放入质量相等的砝码，再将小车水平扭转一个角度，松手后，观察 小车运动状态，这样做的目的是为了探究不在 的两个力是否能平衡： (3)小明用轻质硬纸片代替图中的木块，两端的小盘中加质量相等的砝码时，硬纸 片保持静止，用剪刀将硬纸片从中间剪开，发现分开后的硬纸片向相反方向运动。由此 可以得到二力平衡的又一个条件：平衡的两个力应该 (4)实验中改变钩码的个数，观察卡片在什么情况下可以保持静止状态，是为了研 究 对物体平衡的影响。 【答案】(1)相等；桌面与木块间有摩擦力；光滑 (2)同一条直线 (3)作用在同一个物体 (4)力的大小 【解析】(1)由于左盘和右盘中砝码的质量相等，通过绳子对木块的拉力相等。故木块 2/12 两边所受的拉力相等。 小明再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，所以木块 还受平衡力的作用：此时木块有向右运动的趋势，桌面对木块有向左的摩擦力，向左的 拉力、向左的摩擦力与向右的拉力这三个力平衡。所以木块仍静止的原因是桌面与木块 间有摩擦力。 为减小摩擦力对实验的影响，把木块换成小车，变滑动为滚动以减小摩擦，应选择较光 滑的实验桌面，继续完成实验。 (2)用手将小车扭转一个角度，两个力不在同一直线上，已知两个力的大小相等，方 向相反，所以可以探究二力平衡时，两个力必须满足在同一直线上的条件。 (3)当小卡片平衡时，用剪刀从中间剪断小卡片，由于二力不在同一物体上，所以两 侧砝码落下，说明二力平衡的又一个条件是：两个力必须作用在同一物体上。 (4)改变钩码的个数，可以改变力的大小，从而探究力的大小对物体平衡的影响。 例2.物理兴趣小组的同学们利用如图所示的装置进行“二力平衡条件”的探究： TTT.T 测力 (1)小组利用图甲的装置进行探究，桌面两侧的定滑轮可起到 的 作用： (2)小组将相同质量的砝码放在左右两盘后，把小车转过一个角度，然后松手，观 察到小车转动一定角度后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在 才能平衡： (3)某次实验中，当左盘砝码质量大于右盘时，小车两边的拉力大小 (选 填“相等”或不相等”)，但小车仍处于静止状态。此时小车受到的 (选填“是” 或“不是”)平衡力，产生这一现象的原因可能是小车受到 的影响： (4)为尽量减少以上影响，小敏提出将甲装置中的小车换成小卡片，如图乙所示。 为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，小敏下一步操作是： A.左右各加一个钩码 B.把卡片剪成两半 C.把卡片扭转一个角度 3/12 (5)如果将小车换成轻质