2026年中考物理第二轮实验专题复习--探究二力平衡的条件
2026-05-29
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摘要:
**基本信息**
聚焦二力平衡条件探究,通过15道递进式实验题,以装置改进为主线,系统覆盖条件验证、误差分析及科学探究方法,强化科学思维与实验能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础验证|1-3题|通过钩码数量、扭转角度等操作,验证等大、反向、共线条件|从二力平衡现象切入,建立“条件—现象”对应关系,体现物理观念|
|装置改进|4-8题|对比木块、小车、轻质卡片实验,分析摩擦力、重力影响|遵循“问题—改进—优化”科学探究路径,培养科学思维中的质疑创新|
|综合探究|9-15题|结合剪断卡片、改变滑轮高度等操作,验证同体条件及多力平衡|整合四条件综合应用,形成“单一条件→综合验证→误差控制”完整逻辑链,提升科学探究能力|
内容正文:
2026年中考物理第二轮实验专题复习
探究二力平衡的条件
1.利用如图甲所示的实验装置“探究二力平衡的条件”实验。
(1)如图甲所示,实验时应选择较____________(选填“光滑”或“粗糙”)的桌面。当左右两端同时挂两个相同钩码时,小车保持静止,此时小车受到的两个拉力大小____________,方向____________。若将小车在水平桌面上扭转一个角度,松手后小车将发生转动,说明二力平衡时,两个力需作用在____________上;
(2)如图乙所示,用轻质硬纸板代替小车做实验,用剪刀将硬纸板从中间剪断,发现分开后的硬纸板向相反方向运动,这说明二力平衡时,两个力需作用在____________上;实验装置乙优于甲,其主要原因是可以减小____________力对实验的影响。
2.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。如图甲是同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)同学将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮,其中滑轮的作用是___________________,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向______, 并通过调整___________来改变拉力的大小;
(2)如图乙所示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,下一步的操作是:_______________。
3.小周同学利用如图所示的装置进行“探究二力平衡条件”的实验。
(1)采用图甲所示装置,当左边悬挂100 g钩码,右边悬挂150 g钩码时,木块静止。小周分析发现,此时木块在水平方向处于_________(选填“二”或“三”)力平衡状态,不能满足实验要求;
(2)小周又采用图乙所示的小车进行实验,在小车左、右两侧同时悬挂质量相等的钩码时,小车处于静止状态;改变其中一端钩码的质量,小车无法保持静止状态,由此说明二力平衡时,两个力的大小必须_________(选填“相等”或“不相等”);
(3)小敏又提出了另一种实验方案:将乙装置中的小车换成小卡片,如图丙所示。把小卡片转过一个角度,然后松手,观察到小卡片转动,最后恢复到静止状态,说明两个力必须作用在_____________才能平衡。
(4)如图丁所示,改变右侧滑轮的高度,使其高于左侧滑轮,其它条件不变,则轻质卡片_________(选填“能”或“不能”)继续处于静止状态。
4.在探究“二力平衡条件”的实验中:
(1)如图2甲所示,将一木块放在水平桌面上,往左、右两盘同时加入一个质量相等的砝码时,木块处于静止状态。若将右盘中的砝码换成一个质量较大的砝码时,木块仍处于静止状态,出现这种现象的原因可能是 ______;
(2)将装置改成如图2乙所示,把木块换成小车好处是______,此装置中是通过调整______来改变拉力的大小的;
(3)探究活动中还要求要把小卡片转过一个角度,然后再松手,这样做的目的是用于探究不在______上的两个力对物体平衡的影响;
(4)若将图2丙图中的两个滑轮安装成不同的高度如图2丁所示,你认为这样 ______(选填“能”或“不能”)完成实验探究。
5.创新实践小组的同学设计了以下两种方案探究“二力平衡的条件”。
(1)实验中选用轻质小卡片是为了忽略小卡片的______对实验的影响;
(2)如图甲所示,将系于小卡片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的方向______,并通过调整______来改变拉力的大小;
(3)当小卡片平衡时,将小卡片扭转一个角度,松手后观察在释放瞬间小卡片是否平衡,这一操作是为了探究______的两个力是否平衡;
(4)当小卡片平衡时,用剪刀将小卡片剪成两半,再观察小卡片是否平衡,这样做是为了探究二力平衡时的两个力是否______;
(5)对比甲、乙两图的实验装置,图甲实验装置的优点是______。
6.如图中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)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,并通过调整______来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后观察小卡片能否平衡,是为了验证__________________;
(3)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,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.小卡片是比较容易获取的材料
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
(4)本实验结论是二力平衡条件是:两个力必须作用在______、______、______、____________。
7.实验小组用如图所示的装置探究“二力平衡的条件”,每个钩码质量均相等。
(1)用甲图的实验装置进行实验时发现,当左边挂一个钩码,右边也挂一个钩码时,木块保持静止状态,接着在右边多挂一个钩码,发现木块的状态没有改变,此时木块所处的状态______(选填“是”或“不是”)平衡状态。
(2)实验小组对甲图实验装置进行了改进,设计出乙图实验装置,这个装置相比于甲图装置的优点是______;经过讨论,实验小组又设计出丙图实验装置,这个装置相比于甲图、乙图装置的优点是______。
(3)在丙装置左边和右边各挂一个钩码后,将卡片转动一小角度,松手后,卡片旋转后又恢复原状,这表明相互平衡的两个力需要作用在______上。
(4)为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”,如果利用如图丙所示装置进行实验,下一步的操作是______。
8.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:
(1)实验中需要通过调整________来改变小车受到的拉力大小。
(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,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
9.如图甲所示是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)实验过程中应选择较为___________(选填“光滑”或“粗糙”)的桌面;通过调整___________来改变拉力的大小;
(2)小明用轻质小卡片代替小车进行实验,并设计如图乙所示的实验装置,请你写出改进实验装置后的好处:___________;
(3)当小卡片平衡时,小明将小卡片转过一个角度,松手后小卡片不能平衡,设计此步骤的目的是为了探究___________的两个力能否平衡;
(4)为了探究只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图乙所示的情况下,小明接下来的操作是___________。
10.如图所示是探究“二力平衡条件”时的实验情景。
(1)实验前同学们讨论图甲和图乙两种实验方案,认为更科学的是方案__________(选填“甲”或“乙”)。当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,说明它受力是平衡的。为了方便操作,应当使物体处于__________状态作为平衡状态;
(2)经过多次实验,发现两边所挂重物的质量不相等时小车运动,质量相等时小车静止,这说明二力平衡的两个力大小__________;(选填“相等”或“不相等”)
(3)保持两边所挂重物的质量相等,将小车扭转一个角度,如图丙所示,松手后观察到小车__________(选填“能”或“不能”)保持平衡状态;
(4)将两个质量相等的重物挂在小车的同一侧,放手后小车运动,说明:二力平衡时,两个力的方向必须__________(选填“相同”或“相反”)。
11.如图所示,是探究“二力平衡条件”的实验装置图。
(1)实验时使用小车而不使用木块,是因为小车与桌面间的______更小,从而减小对实验结果的影响;
(2)实验中,通过调整________来改变F1和F2的大小;
(3)当两个盘中分别放上两个相同的砝码后,小车静止在桌面上,这说明二力平衡时,两个力的大小______;
(4)保持F1与F2大小相等用手将小车扭转一个角度,松手后,小车将发生______。这个实验可以说明 _______。
12.如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景:
(1)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片___________(选填“能”或“不能”)平衡;
(2)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___________来改变拉力的大小;
(3)甲图中,若两个滑轮的位置没有在同一高度,则___________(选填“能”或“不能”)完成此实验;
(4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,实验时,小明发现当向左边和右边同时加入相等质量的砝码时,木块处于静止状态。此时木块在水平方向受到力的作用___________(选填“是”或“不是”)平衡的,小明再向右边换上质量更大的砝码时,发现木块仍然处于静止状态此时木块在水平方向受到力的作用___________(选填“是”或“不是”)平衡的;
(5)进一步的实验表明:同时作用在一个物体上的两个力,如果大小___________,方向___________,并且作用在___________上,这两个力就彼此平衡。
13.如图1所示,甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)当小卡片平衡时,小华将小卡片旋转一个角度,松手后小卡片__________(选填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是探究二力平衡中____________这一条件。
(2)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙的实验,同学们认为小华的实验甲优于小明的实验。其主要原因是( )
A.能使影响二力平衡的第三个力小到可以忽略不计
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
(3)小华想到物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动状态,那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢?他提出了自己的实验方案:用弹簧测力计拉着钩码__________(选填“必须沿水平方向”“必须沿竖直方向”或“可以沿任意方向”)做匀速直线运动。
(4)小明也自选器材继续研究二力平衡条件,设计如图2所示的3个实验方案(钩码质量均为50g),其中,能验证二力平衡时两个力大小相等、方向相反的是__________。(不定项)
(5)物理老师用橡皮筋、定滑轮、钩码、小绳子和同学们探究同一直线上二力的合成,实验装置如图所示,橡皮筋原长,在力、的共同作用下伸长到。(钩码每个重0.5N)
步骤一:通过比较图_________两种情况,可知同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小之________,方向跟这两个力的方向相同。
步骤二:通过比较图乙和图丙两种情况,可知同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小之差,方向跟较大的那个力的方向相同。如果在乙图中那一侧拿走两个钩码,这一瞬间,橡皮筋在水平方向上受到的合外力为( )
A.水平向左1N B.水平向右1N C.水平向左0.5N D.水平向右0.5N
14.如图甲所示,是“探究二力平衡的条件”的实验装置,每个钩码的质量均相同。
(1)该探究实验中的研究对象是_____________。
(2)在左、右两侧的托盘中各放一个钩码,放手后小卡片处于静止状态;在左、右两侧的托盘中放入质量不相等的钩码,放手后小卡片向质量较大的一侧加速运动,说明相互平衡的两个力需要满足___________这个条件。
(3)为了探究只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲实验的基础上,下一步要进行的操作是:_________________,并观察随之发生的现象。
(4)如图乙所示,用大小均为4N的力和沿水平方向拉弹簧测力计使之处于静止状态,此时弹簧测力计的示数为__________N。
15.在“探究二力平衡条件”的活动中,小明和小华不断改进并先后设计了四个实验方案,如图所示。
(1)从甲方案到乙方案的改进是为了减小___________对实验的影响;最终确定的实验方案丁,此方案是为了忽略___________对实验的影响;
(2)两位同学采用丁图实验装置,将系于小卡片对角线的两条细绳分别跨过左右支架上的滑轮,并通过调整___________来改变拉力的大小完成验证;
(3)继续进行实验,当卡片平衡时,小明将卡片在竖直平面内旋转过一个角度,松手后卡片不能保持平衡,由此实验步骤可知只有作用在___________的两个力才能平衡;
(4)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图丁所示情况下,小明下一步操作是___________;
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
试卷第1页,共3页
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《2026年中考物理第二轮实验专题复习--探究二力平衡的条件》参考答案
1. 光滑 相等 相反 同一直线 同一物体 摩擦力
【详解】(1)[1]如图甲所示,实验时为了减小摩擦力对实验的影响,应选择较光滑的桌面。
[2]当左右两端同时挂两个相同钩码时,小车保持静止,此时小车受到的两个拉力大小均等于各自挂上的钩码的重力,则拉力大小相等。
[3]由图得,小车左边拉力水平向左,右边水平向右,则两力方向相反。
[4]若将小车在水平桌面上扭转一个角度,小车受到的两力作用不在同一直线上,松手后小车将发生转动,说明二力平衡时,两个力需作用在同一直线上。
(2)[5]如图乙所示,用轻质硬纸板代替小车做实验,用剪刀将硬纸板从中间剪断,两力作用在相同的物体上,发现分开后的硬纸板向相反方向运动,这说明二力平衡时,两个力需作用在同一物体上。
[6]实验装置乙优于甲,乙中纸片悬空在空气中,不受摩擦力作用,其主要原因是可以减小摩擦力对实验的影响。
2.(1) 改变拉力方向 相反 钩码数量
(2)C
(3)剪刀把小卡片剪成两个更小的卡片
【详解】(1)[1][2][3]图中两个滑轮是定滑轮,可以改变拉力的方向,小卡片两端受到的线的拉力方向相反,拉力大小等于线下端钩码重力大小,即可以通过调整悬挂的钩码的个数来调整拉力的大小。
(2)由图乙可知,小卡片转过一个角度,小卡片两端的拉力就不在一条直线上,是为了探究物体在平衡状态下所受的两个力是否作用在同一直线上,故C符合题意,AB不符合题意,故选C。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,用剪刀把小卡片剪成两个更小的卡片,观察两个更小卡片是否平衡。
3.(1)三
(2)相等
(3)同一条直线上
(4)能
【详解】(1)当左右钩码质量不同时,两个拉力大小不相等,木块有向右运动的趋势,桌面对木块会产生向左的静摩擦力,因此木块在水平方向受到三个力作用保持静止,属于三力平衡。
(2)实验中,两侧钩码质量相等(拉力大小相等)时小车静止,拉力不等时小车无法静止,说明二力平衡时,两个力的大小必须相等。
(3)将小卡片转过角度后,两个拉力的作用线不在同一直线上,小卡片无法保持平衡,回到共线状态才静止,说明二力平衡时,两个力必须作用在同一条直线上。
(4)改变滑轮高度后,两个拉力仍然满足“大小相等、方向相反、作用在同一物体的同一直线上”,符合二力平衡条件,因此轻质卡片能继续保持静止。
4. 木块与桌面之间存在摩擦力 可以减小摩擦力对本实验的影响 钩码数量 同一条直线上 能
【详解】(1)[1]如图2甲所示,对木块进行受力分析,其在水平方向上受到两个拉力,还有摩擦力,原来左右两盘的砝码质量相等,说明木块受到向左右两端的拉力相等,若将右盘中的砝码换成一个质量更大的砝码时,木块受到向右的拉力应该大于向左的拉力,但木块仍然处于静止状态,这说明木块与桌面之间存在水平向左的摩擦力。
(2)[2]如图2乙所示,把木块换成小车,用滚动摩擦代替滑动摩擦,可以大大减小摩擦力对本实验的影响。
[3]由图可知,在此方案中是通过调整钩码数量而改变拉力的大小的,钩码的数量越多质量就越大,钩码对绳子的拉力就越大,木块受到的拉力就越大。
(3)[4]如图2丙所示,探究不在同一直线上的两个力能否平衡,应该将图中的卡片转过一定角度然后放开;可以观察到当两个力不在同一条直线上时,松手后小卡片受力不平衡,此实验说明:两个力使物体平衡时,这两个力要在同一直线上。
(4)[5]如图2丁所示,此时两个滑轮虽然不在同一高度,但是能够保证在同一直线上,所以能够完成本实验。
5. 重力 相反 钩码的数量 不在同一条直线上 作用在同一物体上 摩擦力对实验的影响较小
【详解】(1)[1]由于轻质卡片的质量远小于小车的质量,因此卡片的重力可忽略不计。
(2)[2][3]小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力,拉力的大小等于钩码的重力,实验中通过调整钩码数量来改变拉力的大小。
(3)[4]将小卡片转过一个角度,两个拉力不在同一直线上,松手后纸片释放瞬间不能平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究不在同一直线上的两个力是否平衡。
(4)[5]当小卡片平衡时,用剪刀沿虚线迅速剪断小卡片,由于二力不在同一物体上,所以两侧钩码落下,说明二力平衡的又一个条件是必须在同一物体上。
(5)[6]除绳子与滑轮间的摩擦外,如图乙所示的实验,木块在桌面上受摩擦力作用,摩擦力对实验影响较大,而甲实验不受摩擦力的影响,因此甲实验优于乙实验乙图为滑动摩擦,绳子与滑轮间的摩擦较小,所以甲实验装置的优点是减小了摩擦力对实验的影响。
6.(1)钩码个数
(2)不在同一直线上的两个力是否能平衡
(3)A
(4) 同一个物体 大小相等 方向相反 同一条直线
【详解】(1)小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力,拉力的大小等于钩码的重力,且钩码的数量越多,拉力就越大,所以实验中通过调整钩码个数来改变拉力的大小。
(2)小卡片转过一个角度,小卡片两端的拉力就不在一条直线上,松手后小卡片会发生转动,不能平衡,说明不在同一直线上的两个力不能平衡。所以设计此实验步骤是为了探究不在同一直线上的两个力是否能平衡。
(3)小明将木块放在水平桌面上,木块和水平桌面上可能会产生摩擦力,就会影响实验效果;当木块两端的拉力相差很小时,因为受到摩擦力的作用,木块仍会保持平衡,对实验结果有影响;而小华的方案中,纸片的质量远小于钩码的质量且纸片悬空,减小了摩擦力对实验结果的影响,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(4)[1][2][3][4]通过实验,我们可以得到的实验结论是二力平衡条件是:两个力必须作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
7.(1)是
(2) 减小摩擦力对实验结果的影响 可以探究不在同一物体的两个力是否平衡
(3)同一直线
(4)将卡片从中间剪开,观察两个小卡片的运动情况
【详解】(1)当左边挂一个钩码,右边挂两个钩码时,木块的状态没有改变,木块仍然保持静止状态,说明木块处于平衡状态。
(2)[1]甲图中木块与桌面之间存在摩擦力,这个摩擦力会对实验结果产生干扰,而乙图中用小车代替木块,小车与桌面之间是滚动摩擦,滚动摩擦力比滑动摩擦力小很多,从而减小了摩擦力对实验结果的影响。
[2]从卡片中间剪断,分成两半,可以探究不在同一物体的两个力是否平衡
(3)在丙装置左边和右边各挂一个钩码后,将小卡片转动一小角度,这样两个力不在同一直线上,卡片将无法在这个位置平衡,因而松手后,小卡片旋转后又恢复原状,这表明相互平衡的两个力需要作用在同一直线上。
(4)为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”,此时把小卡片从中间剪开,使小卡片变成两个小卡片,观察两个小卡片的运动情况。
8.(1)砝码的数量
(2)同一直线
(3) 不相等 摩擦力
(4)B
【详解】(1)实验中小卡片所受拉力是由砝码的重力来提供的,所以实验中需要通过调整钩码的数量来改变小车受到的拉力的大小。
(2)其它条件不变,仅把小车转过一个角度,此时两个力作用在不同的直线上,然后松手,观察到小车转动,最后恢复到静止状态,说明小车在水平方向上受到的两个力在同一条直线上时才能平衡。
(3)实验中,当左盘放入稍大一点的砝码时,小车两边的拉力大小分别等于两边托盘和砝码的总重力,两边托盘和砝码的总重力不相等,所以小车两边的拉力大小不相等。
小车仍处于静止状态,是由于桌面对小车有摩擦力。
(4)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,根据控制变量法知,其它条件不变,用剪刀把小卡片剪成两个更小的卡片,观察两个更小卡片是否平衡,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
9. 光滑 钩码个数 可以减小摩擦力对实验结果的影响 不在同一直线上 将卡片从中间剪开
【详解】(1)[1]本实验要尽量减小摩擦力对实验结果的影响,故应选择较为光滑的桌面。
[2]拉力大小等于线下端钩码重力大小,故可以通过调整悬挂的钩码数量来调整拉力的大小。
(2)[3]乙装置摩擦力非常小,可以减小摩擦力对实验结果的影响。
(3)[4]将小卡片旋转过一个角度,两个拉力将不再同一条直线上,此时松开小卡片,可以观察到小卡片不能保持静止,此实验步骤是为了探究不在同一条直线上的两个力能否平衡。
(4)[5]为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,可以把小卡片剪开,让两个拉力分别作用在两个物体上,观察小卡片能否保持静止。
10. 乙 静止 相等 不能 相反
【详解】(1)[1]图甲中,物体与桌面间的是滑动摩擦力,图乙中,物体与桌面间的是滚动摩擦力,在其它条件不变时,滚动摩擦力比滑动摩擦力更小,对实验的影响更小,所以更科学的方案是图乙。
[2]实验中,使物体处于静止状态,更加容易操作。
(2)[3]实验中,两边所挂重物的质量相等,则重物的重力相等,对物体的拉力相等,小车处于静止,这说明二力平衡的两个力大小相等。
(3)[4]两边所挂重物的质量相等,小车所受的拉力相等,小车扭转一定角度,则两个大小相等的拉力不是作用在同一直上,小车不能保持平衡状态。
(4)[5]两个质量相等的重物挂在小车的同一侧,则两个大小相等的拉力作用在小车同一侧,即方向相同,放手后,小车运动,说明二力平衡时,两个力的方向必须相反。
11.(1)摩擦力
(2)砝码个数
(3)相等
(4) 转动 二力平衡时,两个力作用在同一条直线上
【详解】(1)实验时使用小车而不使用木块,是因为小车与桌面间的摩擦力更小,可以减小摩擦力对实验的影响。
(2)实验中,通过调整砝码个数从而调节左右拉力的大小。
(3)当两个盘中分别放上两个相同的砝码后,小车受到了左右拉力相同,小车静止在桌面上,这说明二力平衡时,两个力的大小相等。
(4)[1]保持F1与F2大小相等用手将小车扭转一个角度,小车受到的两个力不在同一条直线上,松手后,小车将发生转动。
[2]当小车受到的两个力在同一条直线上时,小车静止,当将小车扭转一个角度,小车受到的两个力不在同一条直线上,松手后,小车将发生转动,这个实验说明二力平衡时,两个力作用在同一条直线上。
12. 不能 钩码的数量 能 是 是 相等 相反 同一直线
【详解】(1)[1]相平衡的两个力作用在同一直线上,小卡片转过一个角度,小卡片两端的拉力就不在同一条直线上,松手后卡片就会转动,不能平衡。
(2)[2]小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力的作用,通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力,拉力的大小等于钩码的重力,钩码的数量越多,拉力就越大,故通过调整钩码的数量来改变拉力的大小。
(3)[3]虽然两个滑轮的位置没有在同一高度,但两个力仍在同一直线上,因此能完成此实验。
(4)[4]由题意知,将木块放在水平桌面上,实验时,当向左边和右边同时加入相等质量的砝码时,木块处于静止状态,处于平衡状态,因此木块在水平方向受到的力是平衡的。
[5]再向右边换上质量更大的砝码时,此时木块左右两端的拉力不同,但由于木块和桌面之间存在摩擦力,因此木块仍然处于静止状态,仍是平衡状态,所以此时木块在水平方向受到的力仍是平衡的。
(5)[6][7][8]综上所述可知,同时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。
13.(1) 不能 是否作用在同一条直线上
(2)A
(3)可以沿任意方向
(4)abc
(5) 甲、丙 和 A
【详解】(1)[1][2]小卡片转过一个角度,小卡片两端的拉力就不在一条直线上,纸片就会转动,说明了不在同一直线上的两个力不能平衡,设计此实验步骤的目的是验证不在同一直线上的两个力是否平衡。
(2)小明将木块放在水平桌面上,木块和水平桌面上会产生摩擦力,会影响实验效果,用小卡片可以忽略摩擦力对实验的影响,故选A。
(3)因为平衡状态包括静止和匀速直线运动状态,所以物体在只受两个力的作用下做匀速直线运动时,任意方向都适合;因为物体做匀速直线运动时,拉力与阻力始终平衡,与方向无关。
(4)abc三图小卡片均静止,拉力作用在同一物体上且方向相反,且拉力的大小均可改变,则都可以验证一对平衡力的大小相等、方向相反。
(5)[1][2]甲图,水平向右的两个力,共同作用,使橡皮筋伸长到E′,丙图,水平向右一个力作用,使橡皮筋伸长到E′,则由甲、丙两图所示实验可知,同一直线上,方向相同的两个力的合力大小等于两力之和,方向与这两个力方向相同。
[3]如图乙所示时,橡皮筋在水平方向上受到三个力,向右的拉力F1=0.5N×4=2N,向左的拉力F2=0.5N,以及A点受到的拉力F,因为橡皮筋静止,它受到的合力为零,所以,A点受到的拉力F=F1-F2=2N-0.5N=1.5N,方向向左;如果在乙图中那一侧拿走两个钩码,这一瞬间此处的拉力变为F′1=0.5N×2=1N,皮筋在水平方向上受到的合外力为F合=F+F2-F′1=1.5N+0.5N-1N=1N,方向向左,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
14.(1)小卡片
(2)大小相等
(3)用剪刀将小卡片从中间剪开
(4)4
【详解】(1)由题意可知,本实验研究小卡片的受力情况,因此该探究实验中的研究对象是小卡片。
(2)实验中,在两托盘中放入质量相等的砝码,放手后小车静止,小卡片两边的拉力大小相等,小卡片处于平衡状态,在两托盘中放入质量不相等的砝码,放手后小卡片向质量较大的一侧加速运动,小卡片处于不平衡状态,小卡片两边的拉力大小不相等,说明相互平衡的两个力大小相等。
(3)为了探究只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,根据控制变量法可知,其它条件不变,用剪刀把小卡片剪成两个更小的卡片,观察两个更小卡片是否平衡。
(4)弹簧测力计显示的示数是作用在挂钩上力的大小,由题意可知作用在挂钩上力的大小为4N,所以此时弹簧测力计的示数为4N。
15. 摩擦力 重力 钩码的数量 同一直线 B
【详解】(1)[1]乙方案的小车与桌面间的摩擦为滚动摩擦,滚动摩擦远小于滑动摩擦,故乙方案这样的改进是为了减小摩擦力对是实验的影响。
[2]丁方案中由于卡片的重力远小于钩码的重力,所以卡片的重力可忽略不计,则此方案是为了忽略重力对实验的影响。
(2)[3]实验中通过调整钩码的数量来改变拉力的大小,即在线的两端挂上钩码,钩码的重力等于拉力的大小,所以通过调整钩码数量来改变拉力的大小。
(3)[4]当卡片平衡时,将卡片在竖直平面内旋转过一个角度,松手后卡片不能保持平衡,说明两个力不在同一直线上,故可知只有作用在同一直线上的两个力才能平衡。
(4)[5]为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图丁所示情况下,小明下一步操作是将卡片剪成两半,这样两个力就作用在两个物体上,再看物体是否平衡。故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
答案第1页,共2页
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