《14.探究二力平衡的条件》-2024年春期人教版物理八下疑难易错同步

《人教版物理八下 第八章 第2节 二力平衡》疑难易错同步 14.探究二力平衡的条件 一、猜想与假设 二力平衡时，两个力的作用效果相互抵消，而力的大小、方向、作用点都影响力的作用效果，所以二力平衡的条件可能与两个力的大小、方向、作用点有关。 二、设计实验 如图所示，将小车放在光滑的水平桌面上，使小车在水平方向上受两个力的作用。采用控制变量法进行探究，分别改变这两个力的大小（通过改变砝码的质量实现）、方向和是否共线（通过扭转小车实现），由静止释放小车，观察小车在什么条件下会保持静止状态。 三、实验步骤 1.控制力的方向不变（实验方法：控制变量法），保持两个力在同一直线上，使两个力大小不同，即在两侧的细线上悬挂质量不等的砝码。 现象：小车向砝码质量大的一侧运动。 分析：小车左右两侧受力方向相反，在同一直线上，但大小不同，小车不能处于平衡状态。说明二力平衡的条件与力的大小有关。 2.控制力的方向不变，保持两个力在同一直线上，使两个力大小相等，即在两侧细线上悬挂质量相等的砝码。 现象：小车保持静止。 分析：小车左右两侧受力大小相同，方向相反，在同一直线上，小车处于平衡状态。 3.控制力的大小不变，方向保持相反，但不在一条直线上，即两侧细线上悬挂质量相等的砝码，把小车扭转一个角度。 现象：小车动起来。 分析：小车左右两侧受力大小相同，方向相反，但不在一条直线上，小车不能处于平衡状态。 4.控制力的大小不变，保持两个力在一条直线上，改变一个力的方向，即细线上悬挂质量相等的砝码，把细线挂在小车的同一侧。 现象：小车向挂有砝码的一侧运动。 分析：小车水平方向受到两个力大小相同，在一条直线上，方向也相同，小车不能处于平衡状态。说明二力平衡的条件与力的方向有关。 四、实验记录 实验序号 小车在水平方向受二力的情况 小车状态 大小 方向 是否在一条直线上 1 不相等 相反 是 不平衡 2 相等 相反 是 平衡 3 相等 相反 否 不平衡 4 相等 相同 是 不平衡 注意事项： 在向已处于平衡状态的托盘之中加砝码时，砝码不能加得太小，避免因摩擦而使小车不能向质量大的砝码一端运动，实验现象不明显，造成理解上的麻烦。 五、分析论证 只有当小车受到的两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上时，小车才会处于平衡状态；当不满足其中任何一个条件时，小车都不会平衡。 六、实验结论 二力平衡的条件：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。 同体、等大、反向、共线。 特别提醒： 1.探究二力平衡的条件，实验有两个常考点： ①实验中用小车而不用木块是为了减小阻力对实验的影响。 ②实验前，应在滑轮上加一些润滑油，桌面尽量光滑，以减小阻力对实验的影响。 2.实验装置的改进与拓展： ①改变：如图所示，用小卡片代替小车做实验时，可以消除桌面对小车轮的阻力给实验带来的影响。 ②拓展： 探究平衡条件中“同体”问题：将小卡片从中间剪开，小卡片的两部分不能保持平衡，只有作用在同一物体上的两个力才能平衡。 七、典例引领 1.关键点拨——判断平衡状态的方法： ①根据受力情况判断： 两个弹簧测力计示数均为1.8 N，两个拉力符合“同体、共线、等大、反向”的条件，即物体处于平衡状态。 ②根据运动状态判断： 物体在水平传送带上做匀速直线运动，物体所受重力与支持力互相平衡，并且物体在水平方向上不受力，物体处于平衡状态。 2.常考问题： 例1. 如图所示： （1）实验中甲图滑轮的作用是_________________； （2）实验中甲图应选择较________（选填“光滑”或“粗糙”）的实验桌面； （3）实验中甲图通过调整_____________来调整拉力大小； （4）实验中乙图选择轻质卡片的目的是_____________________________________； （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_________，方向________； （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____________________________________； （7）图甲的探究装置中研究对象是________，实验中判断其是否受平衡力作用的依据是物体处于________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_____________才能平衡。 答案：（1）改变力的方向；（2）光滑；（3）钩码个数；（4）减小摩擦力对实验的影响；（5）相等；相反；（6）用剪刀将硬纸片从中间剪开；（7）小