Question

12．在探究“二力平衡條件”的實(shí)驗時，小明、小紅選擇器材后，設(shè)計組裝的實(shí)驗裝置分別如圖甲、乙所示．

（1）小明用圖甲裝置進(jìn)行實(shí)驗時發(fā)現(xiàn)，在左右均掛上質(zhì)量為50g的鉤碼時，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)他在右側(cè)再加上一個10g的鉤碼時，木塊仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，這是因為木塊受到向左（選填“右”或“左”）的摩擦力，摩擦力的大小為0.1N．（取g=10N/kg）
（2）老師指出小紅選擇的實(shí)驗器材更合理，如圖乙所示，選小車代替木塊的好處是小車與桌面間的摩擦力較小，可以忽略不計，使實(shí)驗更準(zhǔn)確些．
（3）在探究力的大小對二力平衡的影響時，利用了定滑輪能夠改變力的方向的特點(diǎn)，并通過調(diào)整鉤碼個數(shù)來改變F₁和F₂的大小．
（4）小紅利用此裝置做實(shí)驗過程中，將小車進(jìn)行扭轉(zhuǎn)，這是為了探究“二力平衡條件”是否滿足兩個力作用在同一條直線上．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二力平衡條件進(jìn)行分析．
（2）掌握探究二力平衡的條件要從大小上、是否一條直線上，經(jīng)過實(shí)驗逐步得出結(jié)論；
（3）滾動摩擦力遠(yuǎn)小于滑動摩擦力，定滑輪可以改變力的方向；
實(shí)驗時，通過兩個滑輪和下方掛著的鉤碼對小車施加兩個相反方向的拉力，拉力的大小等于鉤碼的重力，通過調(diào)節(jié)鉤碼的個數(shù)來改變拉力的大�。�
（4）保持F₁與F₂大小相等，不在同一條直線上，小卡片不能處于靜止?fàn)顟B(tài)，要發(fā)生轉(zhuǎn)動，可以探究二力平衡二力是否必須作用在同一條直線上．

解答 解：（1）木塊受到向左的拉力F_左=0.05kg×10N/kg=0.5N，向右的拉力F_右=（0.05kg+0.01kg）×10N/kg=0.6N，此時木塊保持靜止，木塊受力平衡，說明受到向左的摩擦力f=0.6N-0.5N=0.1N；
（2）甲圖中的是木塊，它與桌面之間的摩擦是滑動摩擦，而乙圖中的是小車，它與桌面之間是滾動摩擦，其摩擦力較小可以忽略，實(shí)驗更準(zhǔn)確些；
（3）實(shí)驗過程中，利用定滑輪的好處是可以改變力的方向；小車受到的拉力F₁和F₂分別等于水平桌面兩端所放砝碼的重力，可以通過調(diào)整鉤碼的個數(shù)來改變F₁和F₂的大��；
（4）小卡片受到的兩個力大小相等，用力將小卡片扭轉(zhuǎn)到圖丁的位置時，兩個力不在同一條直線上，小卡片不能處于靜止?fàn)顟B(tài)，要發(fā)生轉(zhuǎn)動，可以探究二力平衡二力是否必須作用在同一條直線上．
故答案為：（1）左；0.1N；（2）小車與桌面間的摩擦力較小，可以忽略不計，使實(shí)驗更準(zhǔn)確些；（3）改變力的方向；鉤碼個數(shù)；（4）兩個力作用在同一條直線上．

點(diǎn)評 此題通過實(shí)驗探究考查學(xué)生對二力平衡條件的應(yīng)用，主要考查了實(shí)驗的操作要求，一定要熟練掌握二力平衡的條件，是一道基礎(chǔ)的實(shí)驗題．