中考物理實(shí)驗(yàn)11 （考點(diǎn)精講）二力平衡

實(shí)驗(yàn)11探究二力平衡條件【設(shè)計(jì)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】1.實(shí)驗(yàn)器材：小桌、小車、托盤、砝碼2.實(shí)驗(yàn)步驟：（1）探究?jī)蓚€(gè)力的大小關(guān)系：①在兩端的托盤里分別放上質(zhì)量不相等的砝碼，觀察小車的運(yùn)動(dòng)情況；②在兩端的托盤里分別放上質(zhì)量相等的砝碼，觀察小車的運(yùn)動(dòng)情況。（2）探究?jī)蓚€(gè)力的方向關(guān)系：①將兩托盤放在小車的同側(cè)，并放上質(zhì)量相等的砝碼，使兩個(gè)力的方向相同，觀察小車的運(yùn)動(dòng)情況。②把小車扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度，使兩個(gè)力不在同一直線上，再釋放，觀察小車的運(yùn)動(dòng)情況；（3）探究?jī)蓚€(gè)力的作用點(diǎn)關(guān)系：把方向相反的力分別施加在兩個(gè)小車上，觀察小車的運(yùn)動(dòng)情況?！痉治稣撟C】當(dāng)小車受到大小相等、方向相反、并且作用在同一直線上的兩個(gè)力作用時(shí)，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，即保持靜止?fàn)顟B(tài)，處于平衡狀態(tài)。當(dāng)小車所受力的大小不同或所受力的方向相同或兩個(gè)力不在同一直線上時(shí)，小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都會(huì)發(fā)生變化，不再處于平衡狀態(tài)?！驹O(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】(1)本實(shí)驗(yàn)選用小車和硬紙片而不選用木塊的原因是減小摩擦對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響.(2)定滑輪的作用是改變力的方向.(3)控制變量法的應(yīng)用:①探究相互平衡的兩個(gè)力是否大小相等時(shí),保證作用在小車上的兩個(gè)力在一條直線上,改變小車兩邊托盤中所放砝碼的個(gè)數(shù);②探究相互平衡的兩個(gè)力是否在同一直線上時(shí),保證作用在小車上的兩個(gè)力大小相等,將小車扭轉(zhuǎn)一定的角度后釋放;③探究相互平衡的兩個(gè)力是否作用在同一物體上時(shí),用硬紙片替換小車,保證作用在硬紙片上的兩個(gè)力在一條直線上并且大小相等,用剪刀剪開(kāi)硬紙片.4.【交流與反思】(1)本實(shí)驗(yàn)中多次測(cè)量的目的是:得出普遍規(guī)律,避免實(shí)驗(yàn)結(jié)論的偶然性.(2)本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是:可以不考慮物體的重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響.(3)實(shí)驗(yàn)中,桌面必須水平,否則小車的重力會(huì)影響實(shí)驗(yàn).(4)實(shí)驗(yàn)中,如果兩側(cè)的砝碼個(gè)數(shù)不相等但小車仍然處于靜止?fàn)顟B(tài),則原因是小車受到桌面的靜摩擦力.【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】二力平衡的條件：作用在同一物體上的兩個(gè)力大小相等，方向相反，并且作用在同一直線上。滿分歸納——考點(diǎn)方向（1）本實(shí)驗(yàn)中選用了小車而不選用木塊，理由是什么？答：為了減小摩擦給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的誤差。（2）定滑輪有什么作用是什么?答：改變拉力的方向。（3）如何探究一對(duì)平衡力作用在同一直線上？答：將小車扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度，釋放小車，觀察小車的運(yùn)動(dòng)情況。（4）把紙板轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度的目的是什么？答：沒(méi)有作用在同一直線上的兩個(gè)力是否能夠平衡。（5）如何探究?jī)蓚€(gè)力作用在同一物體上？答：將兩個(gè)大小相等，方向相反的力分別作用在兩輛小車上，觀察小車的運(yùn)動(dòng)情況。（6）選擇靜止?fàn)顟B(tài)的原因？答：選擇靜止?fàn)顟B(tài)是為了讓小車處于平衡狀態(tài)。（7）進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)的目的是什么？答：讓實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有普遍性（8）在探究究二力平衡問(wèn)題時(shí)，什么因素影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果？答：摩擦力。實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩方案對(duì)比：乙方案通過(guò)滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦的方式減小了與小車與接觸面之間的摩擦；乙、丙兩方案對(duì)比：丙方案進(jìn)一步減小因摩擦帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差。同時(shí)較甲、乙兩方案，丙方案能夠更方便探究一對(duì)平衡力與作用物體的關(guān)系。甲乙丙【實(shí)驗(yàn)方法】控制變量法：（1）探究平衡的兩個(gè)力是否大小相等：保持兩個(gè)力在同一直線上、方向相反，改變兩端砝碼質(zhì)量，觀察小車或紙片是否處于平衡狀態(tài)；（2）探究平衡的兩個(gè)力是否在同一直線上：保持兩邊砝碼質(zhì)量相同，扭動(dòng)小車或紙片，觀察小車或紙片是否處于平衡狀態(tài)；（3）探究平衡的兩個(gè)力是否在同一物體上：保持兩個(gè)力作用在同一直線上，兩邊砝碼質(zhì)量相同，用剪刀剪下紙片，觀察紙片是否處于平衡狀態(tài)?！纠?】在“探究二力平衡條件”實(shí)驗(yàn)中,主要是通過(guò)探究力對(duì)物體的作用效果來(lái)實(shí)現(xiàn)探究目的的.甲乙丙(1)如圖甲所示的探究方案中,研究對(duì)象是小卡片.(2)小明選擇圖甲所示的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究,在該方案中,是通過(guò)調(diào)整鉤碼的數(shù)量來(lái)改變拉力的大小的.(3)小明將系于小卡片兩對(duì)角的細(xì)線分別跨過(guò)左右支架上的滑輪后,在線的左右兩端掛上數(shù)量不同的鉤碼,然后觀察小卡片的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),小明這樣做是為了探究大小不相等的兩個(gè)力是否為一對(duì)平衡力.(4)小明又在線的左右兩端掛上數(shù)量相同的鉤碼,使小卡片處于平衡狀態(tài),然后把小卡片轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度再松手.這樣做是為了探究不在同一直線上的兩個(gè)力是否為一對(duì)平衡力.(5)接下來(lái),小明想探究沒(méi)有作用在同一物體上的力是否為一對(duì)平衡力,則小明應(yīng)如何操作:在線的左右兩端掛上數(shù)量相同的鉤碼,使小卡片處于平衡狀態(tài),然后用剪刀將小卡片從中間位置剪開(kāi),觀察小卡片的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).(6)小紅采用如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行探究,在實(shí)驗(yàn)中,小紅向左盤和右盤同時(shí)加入質(zhì)量相等的砝碼時(shí),木塊兩邊所受的拉力相等(選填“相等”或“不相等”),木塊處于靜止?fàn)顟B(tài).(7)接著,小紅把右盤中的砝碼換成一個(gè)質(zhì)量較大的砝碼時(shí),發(fā)現(xiàn)木塊仍處于靜止?fàn)顟B(tài),出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是桌面與木塊間的摩擦較大;于是她把木塊換成小車,并換用較光滑(選填“光滑”或“粗糙”)的實(shí)驗(yàn)桌面,繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn).(8)小紅把木塊換成小車是通過(guò)變滑動(dòng)為滾動(dòng)改變摩擦的,換用實(shí)驗(yàn)桌面是通過(guò)減小接觸面的粗糙程度改變摩擦的.(9)小玲設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖丙所示,A、B小車內(nèi)裝有電磁鐵,電磁鐵的通、斷電可遙控實(shí)現(xiàn),當(dāng)通電時(shí),A、B小車吸合成一體.若要探究一對(duì)平衡力是否必須作用在同一個(gè)物體上,需要進(jìn)行的操作是使電磁鐵斷電,觀察兩小車是否處于平衡狀態(tài).【例2】在探究“二力平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中:(1)甲、乙兩組同學(xué)分別選擇器材后,設(shè)計(jì)組裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(木塊與小車的質(zhì)量相等).你認(rèn)為乙組同學(xué)選擇的器材更加合理,原因是:小車與桌面間的摩擦力較小.甲乙