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        二力平衡條件的探究實驗

        2022-03-19 23:01:44蔡盛
        關(guān)鍵詞:二力鉤碼細線

        蔡盛

        真題呈現(xiàn)

        (2021·湖南·衡陽)如圖1所示,小華同學(xué)用下面的裝置探究二力平衡的條件,具體操作如下。

        (1)如圖1甲所示,用直徑略小于滑輪孔徑的鐵釘把三個滑輪A、B、C分別釘在木板上,木板豎直掛起待用,用大號縫衣針把細線沿輕質(zhì)塑料塊的中心軸線穿過,并在緊靠塑料塊的兩側(cè)各打一線結(jié),使塑料塊與細線固定在一起,且塑料塊不與木板接觸。讓塑料塊由靜止開始運動,實驗表明,作用在同一個物體上的兩個力,方向相反,但 不相等,則這兩個力不平衡。

        (2)按住塑料塊,把跨過B輪的細線移到C輪上,在兩線端掛上相同質(zhì)量的鉤碼,松手后塑料塊由靜止開始轉(zhuǎn)動,如圖1乙所示。按住塑料塊,把跨過C輪的細線移到B輪上,把塑料塊轉(zhuǎn)過90°,松手后塑料塊由靜止開始轉(zhuǎn)動,如圖1丙所示。由此表明,作用在同一物體上的兩個力,如果僅僅大小相等,方向成某一角度或方向相反但 ? ? ? ,這兩個力不平衡。

        (3)在探究同一問題時,另一同學(xué)將木塊放在水平桌面上,設(shè)計了如圖1丁所示的實驗,同學(xué)們認為小華的實驗優(yōu)于此實驗,其主要原因是 。

        A.塑料塊容易扭轉(zhuǎn)

        B.塑料塊是比較容易獲取的材料

        C.減少了摩擦力對實驗結(jié)果的影響

        解析:(1)由題意可知,當(dāng)線兩端懸掛質(zhì)量不同的鉤碼時,塑料塊由靜止開始運動,即塑料塊不能保持平衡狀態(tài),由此可知,作用在同一個物體上的兩個力,方向相反,但大小不相等,則這兩個力不平衡。

        (2)作用在同一物體上的兩個力,如果僅僅大小相等,方向成某一角度或方向相反但不在同一直線上,這兩個力不平衡。

        (3)將木塊放在桌面上,木塊與桌面間存在摩擦,會對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響。小華的實驗中塑料塊不與木板接觸,減少了摩擦力對實驗結(jié)果的影響,故選C。

        答案:(1)大小 (2)不在同一直線上 (3)C

        拓展探究

        某實驗小組利用如圖2甲所示的實驗裝置做“探究二力平衡的條件”實驗,請回答下列問題。

        (1)實驗時應(yīng)選擇較 (選填“光滑”或“粗糙”)的實驗桌面。

        (2)如圖2甲所示,當(dāng)左、右兩端同時掛兩個鉤碼時,小車靜止,此時F1、F2的大小 ? ? ,方向 。

        (3)在圖2甲實驗的基礎(chǔ)上,將小車在水平桌面上扭轉(zhuǎn)一個角度后釋放,觀察小車的運動狀態(tài),這樣做的目的是為了探究兩個平衡的力是否作用在 。

        (4)小明同學(xué)完成課本的實驗后,提出了一個問題后猜想:只受一個力作用的物體也能保持平衡狀態(tài)。為了驗證猜想,他將一個小球用一根細線懸掛起來,如圖2乙所示,剪斷細線后小球下落,如圖2丙所示。由實驗可知,小明的猜想是 (選填“正確”或“錯誤”)的。

        答案:(1)光滑 (2)相等 相反 (3)同一直線上 (4)錯誤

        (作者單位:江蘇省鹽城市大豐區(qū)實驗初級中學(xué))

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