Question

12．在探究“二力平衡條件”的實驗中：
（1）設計組裝的實驗裝置如圖所示，老師指出實驗桌面越光滑越好，其原因是：減小摩擦力．
（2）實驗中保持F₁和F₂相等，用手將小車圍轉一個角度，松手后，小車將無法在此位置平衡．實驗中設計這一步驟的目的是為了探究二力平衡時，兩個力必須滿足的條件是：兩個力必須作用在同一直線上．
（3）如圖，在左盤和右盤同時加入一個等重的砝碼，此時小車保持靜止．若在右盤中再加入一個較小的砝碼，小車理應向右運動，但實驗操作時小車往往仍保持靜止．你認為出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是存在摩擦力，這時小車在水平方向受到的是平衡力（填“平衡”或“不平衡”）．要避免這種現(xiàn)象產生，請你對該實驗裝置提出改進意見：將小車換成重力遠比拉力小得多的硬紙板懸空進行實驗．

Answer 1

分析 （1）在研究二力平衡條件時，要排除其它力（如摩擦力）的干擾；
（2）靜止或做勻速直線運動的物體將受到平衡力的作用，當兩個力滿足“作用在同一個物體上、大小相等、方向相反、在同一條直線上”四個條件時，才是一對平衡力；
（3）兩個物體接觸，要發(fā)生或已經發(fā)生相對運動時，物體之間產生阻礙物體運動的摩擦力，根據(jù)木塊運動的趨勢判斷摩擦力的方向，因物體靜止，受平衡力的作用．

解答 解：（1）設計實驗時把小車放在越光滑的水平桌面上，這樣可以保證小車受桌面的摩擦力越小，盡量排除摩擦力對實驗的干擾；
（2）實驗中保持F₁和F₂相等，用手拉小車扭轉一個角度，松手后，小車將無法在此位置平衡．實驗中設計這一步驟的目的是為了探究二力平衡時是否兩個力必須作用在同一直線上；
（3）當向左盤和右盤同時加入一個相等質量的砝碼時，小車處于靜止狀態(tài)，此時小車在水平方向受到兩個力的作用，若在右盤中再加入一個較小的砝碼，小車受到向右的拉力大于向左的拉力，小車有向右運動的趨勢，小車和桌面之間產生了向左的摩擦力的作用，此時小車處于靜止狀態(tài)，受平衡力作用，要避免這種現(xiàn)象產生，將小車換成重力遠比拉力小得多的硬紙板懸空進行實驗，這樣可以排除摩擦力對實驗的干擾．
故答案為：（1）減小摩擦力；（2）兩個力必須作用在同一直線上；（3）存在摩擦力；平衡；將小車換成重力遠比拉力小得多的硬紙板懸空進行實驗．

點評 本題探究二力平衡的條件，明確用控制變量法研究問題，要清楚實驗過程中的每個細節(jié)的目的，可根據(jù)二力平衡條件和運動與力的關系分析解答本題．