二力平衡条件的探究实验

蔡盛

真题呈现

（2021·湖南·衡阳）如图1所示，小华同学用下面的装置探究二力平衡的条件，具体操作如下。

（1）如图1甲所示，用直径略小于滑轮孔径的铁钉把三个滑轮A、B、C分别钉在木板上，木板竖直挂起待用，用大号缝衣针把细线沿轻质塑料块的中心轴线穿过，并在紧靠塑料块的两侧各打一线结，使塑料块与细线固定在一起，且塑料块不与木板接触。让塑料块由静止开始运动，实验表明，作用在同一个物体上的两个力，方向相反，但 不相等，则这两个力不平衡。

（2）按住塑料块，把跨过B轮的细线移到C轮上，在两线端挂上相同质量的钩码，松手后塑料块由静止开始转动，如图1乙所示。按住塑料块，把跨过C轮的细线移到B轮上，把塑料块转过90°，松手后塑料块由静止开始转动，如图1丙所示。由此表明，作用在同一物体上的两个力，如果仅仅大小相等，方向成某一角度或方向相反但       ，这两个力不平衡。

（3）在探究同一问题时，另一同学将木块放在水平桌面上，设计了如图1丁所示的实验，同学们认为小华的实验优于此实验，其主要原因是 。

A.塑料块容易扭转

B.塑料块是比较容易获取的材料

C.减少了摩擦力对实验结果的影响

解析：（1）由题意可知，当线两端悬挂质量不同的钩码时，塑料块由静止开始运动，即塑料块不能保持平衡状态，由此可知，作用在同一个物体上的两个力，方向相反，但大小不相等，则这两个力不平衡。

（2）作用在同一物体上的两个力，如果仅仅大小相等，方向成某一角度或方向相反但不在同一直线上，这两个力不平衡。

（3）将木块放在桌面上，木块与桌面间存在摩擦，会对实验结果产生影响。小华的实验中塑料块不与木板接触，减少了摩擦力对实验结果的影响，故选C。

答案：（1）大小 （2）不在同一直线上 （3）C

拓展探究

某实验小组利用如圖2甲所示的实验装置做“探究二力平衡的条件”实验，请回答下列问题。

（1）实验时应选择较 （选填“光滑”或“粗糙”）的实验桌面。

（2）如图2甲所示，当左、右两端同时挂两个钩码时，小车静止，此时F1、F2的大小     ，方向 。

（3）在图2甲实验的基础上，将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动状态，这样做的目的是为了探究两个平衡的力是否作用在 。

（4）小明同学完成课本的实验后，提出了一个问题后猜想：只受一个力作用的物体也能保持平衡状态。为了验证猜想，他将一个小球用一根细线悬挂起来，如图2乙所示，剪断细线后小球下落，如图2丙所示。由实验可知，小明的猜想是 （选填“正确”或“错误”）的。

答案：（1）光滑 （2）相等 相反 （3）同一直线上 （4）错误

（作者单位：江苏省盐城市大丰区实验初级中学）

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