Question

11．為了探究二力平衡的條件，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了兩組實(shí)驗(yàn)：
第一組實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，同學(xué)們將一個(gè)木塊放在光滑的水平桌面上，在桌子相對(duì)的兩側(cè)分別固定兩個(gè)定滑輪，實(shí)驗(yàn)時(shí)，將兩個(gè)細(xì)繩分別系在木塊兩側(cè)正中間的兩個(gè)小鉤上，使繩子繞過滑輪，按住木塊，使其靜止不動(dòng)，然后分別在兩根繩子下端掛上鉤碼（每個(gè)鉤碼的質(zhì)量相同）再松開手，觀察木塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)情況記錄在表一中．
第二組實(shí)驗(yàn)裝置與第一組不同的是，將木塊換作了一個(gè)輕質(zhì)正方形硬紙片，如圖乙所示，分別在紙片的四個(gè)角上鉆出小孔A、B、C、D，紙片未與桌面接觸，其余與第一組實(shí)驗(yàn)相同，實(shí)驗(yàn)情況記錄在表二中．
表一

鉤碼數(shù) 次數(shù)	左側(cè)	右側(cè)	木塊狀態(tài)
1	1	1	靜止
2	1	2	向右側(cè)運(yùn)動(dòng)
3	2	2	靜止
4	2	0	向左運(yùn)動(dòng)
5	2	1	向右運(yùn)動(dòng)

表二

鉤碼數(shù)目 實(shí)驗(yàn)次數(shù)	左側(cè)	右側(cè)	連接點(diǎn)	紙片狀態(tài)
1	1	1	AC	靜止
2	1	1	AB	轉(zhuǎn)動(dòng)
3	2	1	AC	向左運(yùn)動(dòng)
4	2	2	AC	靜止
5	0	2	AC	向右運(yùn)動(dòng)
6	1	2	AC	向右運(yùn)動(dòng)

①通過實(shí)驗(yàn)可得出，二力平衡的條件是：作用在同一物體上的兩個(gè)力要大小相等，方向相反，并且要作用在同一條直線上．
②在第一組實(shí)驗(yàn)中，桌面和木塊的底面越光滑越好，因?yàn)檫@樣可以不考慮摩擦力的作用．
③在第一組實(shí)驗(yàn)中，木塊除了受到兩細(xì)線的拉力外還受到重力和支持力的作用，這兩個(gè)力是（選填“是”或“不是”）一對(duì)平衡力．
④通過比較第二組實(shí)驗(yàn)中的第1次和2次實(shí)驗(yàn)，可得出兩個(gè)力如果沒有作用在同一條直線上，即使大小相等方向相反，也不是一對(duì)平衡力．
⑤請(qǐng)你評(píng)價(jià)一下這兩次實(shí)驗(yàn)存在什么缺點(diǎn)，并提出你的改進(jìn)意見．

Answer 1

分析 二力平衡條件：作用在同一物體上的兩個(gè)力，大小相等、方向相反、作用在同一直線上，則這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力，根據(jù)二力平衡條件分析即可．

解答 解：①根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，若作用在同一物體上兩個(gè)力，大小相等、方向相反、作用在同一直線上，物體會(huì)保持平衡，否則會(huì)運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)；
可知二力平衡的條件是：作用在同一物體上的兩個(gè)力要大小相等、方向相反，并且要作用在同一條直線上；
②若桌面比較粗糙，則實(shí)驗(yàn)會(huì)受摩擦力的影響，不容易得出一對(duì)平衡力之間的關(guān)系，所以第一組實(shí)驗(yàn)中，桌面和木塊的底面越光滑越好，因?yàn)檫@樣可以不考慮摩擦力的作用；
③第一組實(shí)驗(yàn)中，木塊在水平方向受拉力作用，在豎直方向受重力和支持力，其中重力和支持力是一對(duì)平衡力；
④在第二組的第一次和第二次實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)力方向相反，大小相等，但第二次實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)力不作用在同一條直線上，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化，而第一次兩個(gè)力作用在同一條直線上，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，比較這兩次實(shí)驗(yàn)，能說明了一對(duì)平衡力，作用在同一條直線上．
⑤第一組實(shí)驗(yàn)裝置中使用了木塊，由于木塊會(huì)對(duì)桌面產(chǎn)生壓力，所以在木塊與桌面之間可能存在摩擦力，這樣會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的精確度，別外，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，未反映出兩個(gè)力不在同一條直線上導(dǎo)致的情景，改進(jìn)的方法是使桌面盡可能光滑，用帶輪的小車代替木塊（或在木塊下墊上兩根鉛筆）以減小摩擦力，通過扭動(dòng)小車要探究平衡力是否需要作用在同一條直線上．
在第二組實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)比第一組完整，探究了兩個(gè)力不作用在同一條直線上的情景，在這組實(shí)驗(yàn)中用紙片代替了木塊，排除了摩擦力的影響，但是由于紙片有重力，也可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確性，因此所選紙片要小一些，通過減小其質(zhì)量來排除重力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾．
故答案為：①相等；相反；同一條；②摩擦；③重；支持；是；④二；1；2；
⑤第一組實(shí)驗(yàn)：摩擦力的影響較大，且沒有探究不在同一直線上的兩個(gè)力是否平衡；
改進(jìn)方法：使桌面盡可能光滑，用帶輪的小車代替木塊（或在木塊下墊上兩根鉛筆）；
第二組實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)中用紙片代替了木塊，排除了摩擦力的影響，紙片的重力可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確性；
改進(jìn)方法：所選紙片要小一些，通過減小其質(zhì)量來排除重力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾．

點(diǎn)評(píng) 此題探究的是二力平衡的條件，注意從二力平衡的四個(gè)條件進(jìn)行分析；二力平衡是初中物理力學(xué)中的難點(diǎn)，也是一個(gè)重點(diǎn)需要掌握．