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[!--downpath--]蘇科版八年級數(shù)學(xué)課間二力平衡條件實(shí)驗(yàn)分析【例1】在研究二力平衡條件的實(shí)驗(yàn)中，小明選擇了如圖所示的裝置。如圖，將小卡兩端的細(xì)線繞在滑輪上，掛上鉤碼。 （1）實(shí)驗(yàn)中選擇小卡的目的是考慮（或不考慮）小卡的重力； 研究兩個(gè)力大小的關(guān)系時(shí)，應(yīng)觀察兩端懸掛的線的數(shù)量。 （2）為了研究兩個(gè)平衡力能否在同一條線上，進(jìn)行如下操作：（填滿、擠壓或旋轉(zhuǎn)）小卡，觀察松手后小卡能否平衡。 (3)為了研究兩個(gè)平衡力可以作用在同一個(gè)物體上，你的操作是：。 (4) 由此可以得出，兩個(gè)力達(dá)到平衡的條件是：兩個(gè)力作用在同一物體上，其大小、方向、作用位置。 如果物體做圓周運(yùn)動，那么它就受到了力的作用。 【例2】如右圖，在研究兩個(gè)力平衡條件的實(shí)驗(yàn)中： (1) 將鐵塊放在（光滑或粗糙的）水平桌上，在兩塊板上加上重物，充當(dāng)兩塊板的重量的質(zhì)量。 （填充是否相等），鐵塊靜止； (2)保持兩塊板的重量相等，將鐵塊扭轉(zhuǎn)一定角度，使拉力F1和F2不在同一直線上，觀察鐵塊何時(shí)恢復(fù)到原來的靜止?fàn)顟B(tài)狀態(tài)下，作用有拉力F1、F2； (3)由上述實(shí)驗(yàn)可知：如果作用在同一物體上的兩個(gè)力的大小和方向作用在同一物體上。 這兩種力量相互平衡。 【典型例3-真題】小明“研究二力平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中，綁在卡片兩個(gè)對角上的線分別超出了左右支架上的滑輪，同樣的鉤子分別掛在兩行代碼的兩端。
當(dāng)卡靜止時(shí)，他發(fā)現(xiàn)拉線的方向并不相同（如圖A所示），因此他得出??結(jié)論：當(dāng)兩個(gè)力平衡時(shí)，兩個(gè)力可能不是同一個(gè)方向。 您認(rèn)為出現(xiàn)這些情況的原因是為了獲得科學(xué)推論，請給他提出改進(jìn)建議。 【例4】在研究“二力平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中： （1）甲、乙兩組朋友分別選定設(shè)備后，設(shè)計(jì)并組裝了如右圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。 老師強(qiáng)調(diào)B組選擇的裝備比較合理。 原因是：（2）在研究力的大小對兩力平衡的影響時(shí)，利用定滑輪的特性，通過調(diào)節(jié)重錘的質(zhì)量來改變F1和F1的重量。 F2的大小。 【例5】在研究兩個(gè)力平衡的條件實(shí)驗(yàn)中，朋友們設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)。（1）實(shí)驗(yàn)中需要調(diào)整，改變遇到的拉力F1和F2的大小乘卡車； (2)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)卡車處于平衡狀態(tài)時(shí)，表示卡車處于平衡狀態(tài)； (3) 實(shí)驗(yàn)中，保持F1和F2大小相等，將貨車扭轉(zhuǎn)一定角度。 放手后，卡車保持平衡（裝滿或未裝滿）； （4）有朋友還設(shè)計(jì)了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)方案。在圖1和圖2所示的兩種方案中，該方案更為合理。 原因是：設(shè)計(jì)時(shí)最好清除影響，而不僅僅是對實(shí)驗(yàn)的影響。 【例6】在研究“兩個(gè)力的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中，同事使用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖A所示：（1）當(dāng)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或狀態(tài)時(shí)，我們感覺到力它的遭遇是相互平衡的； (2)在研究力的大小對兩個(gè)力平衡的影響時(shí)，調(diào)整F1和F2的大小來改變； 3）在實(shí)驗(yàn)過程中，小明發(fā)現(xiàn)，當(dāng)他向左和向右同時(shí)添加一個(gè)等質(zhì)量的重物時(shí)，鐵塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。
這時(shí)，鐵塊在水平方向上遇到兩個(gè)力，并且這些力是平衡的。 當(dāng)小明把右邊板上的重物換成稍微重一些的重物時(shí)，他發(fā)現(xiàn)鐵塊仍然處于靜止?fàn)顟B(tài)。 均衡）。 為了防止這種現(xiàn)象的形成，請對實(shí)驗(yàn)裝置提出改進(jìn)建議： (4)保持F1和F2相等，用手將車轉(zhuǎn)到圖B位置，松手后將很難再轉(zhuǎn)動。卡車在此位置保持平衡。 實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)這一步的目的是為了研究當(dāng)兩個(gè)力平衡時(shí)，必須滿足兩個(gè)力。 【例7】在“研究兩個(gè)力的平衡條件”活動中，主要通過研究力對物體的作用來實(shí)現(xiàn)研究目的。 圖A是小華朋友研究二力平衡條件時(shí)的實(shí)驗(yàn)情況。 (1)小花將綁在小卡上的兩條對角線(重力可以忽略不計(jì))分別系在左右支架上滑輪之外，在線的兩端掛上掛鉤，使兩個(gè)拉力作用在小卡上。小卡方向相反，通過調(diào)整掛鉤數(shù)量來改變拉力的大小； （2）小明還開展了如圖B所示的研究活動，這種運(yùn)算是研究物體上的兩個(gè)力在平衡狀態(tài)下（）A可以大小相等B可以方向相反C可以作用3）為了驗(yàn)證只有作用在同一物體上的兩個(gè)力才能平衡，在圖A所示的情況下，小華接下來的操作是： 4）在研究同一個(gè)問題時(shí)，小明把鐵塊放在水平表，并設(shè)計(jì)了如圖C所示的實(shí)驗(yàn)，朋友們認(rèn)為小華的實(shí)驗(yàn)比小明的實(shí)驗(yàn)要好。 主要原因是（）A減少摩擦力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響B(tài)小書本比較容易獲得材料C簡單保持小卡水平方向平衡D小卡容易反轉(zhuǎn)（5）請幫助小明研究計(jì)劃的改進(jìn)建議： 。
專題分析【例1】在研究雙力平衡條件的實(shí)驗(yàn)中，小明選擇了如圖所示的裝置，將小卡兩端的細(xì)線繞在滑輪上，并懸掛起來掛在鉤子上。 （1）實(shí)驗(yàn)中選擇小卡的目的是考慮（或不考慮）小卡的重力； 研究兩個(gè)力大小的關(guān)系時(shí)，應(yīng)觀察兩端懸掛的線的數(shù)量。 （2）為了研究兩個(gè)平衡力能否在同一條線上，進(jìn)行如下操作：（填滿、擠壓或旋轉(zhuǎn)）小卡，觀察松手后小卡能否平衡。 (3)為了研究兩個(gè)平衡力可以作用在同一個(gè)物體上，你的操作是：。 (4) 由此可以得出，兩個(gè)力達(dá)到平衡的條件是：兩個(gè)力作用在同一物體上，其大小、方向、作用位置。 如果物體做圓周運(yùn)動，那么它就受到了力的作用。 【分析】（1）卡片的質(zhì)量很小，其重力遠(yuǎn)大于卡片所受到的拉力二力平衡實(shí)驗(yàn)定滑輪的作用，因此其重力可以忽略不計(jì)； (2)為了研究兩個(gè)平衡力能否在同一直線上，應(yīng)控制拉力相等且不在同一直線上。 在一條直線上，這樣在小卡兩端掛上相同數(shù)量的掛鉤，旋轉(zhuǎn)小卡放手，觀察小卡的運(yùn)動情況； (3)用剪刀把小紙片剪成兩半，兩個(gè)拉力將不再作用在同一個(gè)物體上，紙片向兩側(cè)移動，可以研究兩個(gè)平衡力可以作用在同一個(gè)物體上。同一個(gè)物體； （4）兩個(gè)力達(dá)到平衡的條件是：作用在同一物體上的兩個(gè)力大小相等、方向相反，且作用方向相同； 如果物體做圓周運(yùn)動并且運(yùn)動狀態(tài)不斷變化，則說明它遇到了不平衡力的作用 【討論】研究兩個(gè)力的平衡條件：①作用在同一物體上的兩個(gè)力大小相等，且方向相反，在同一條直線上，兩個(gè)力相互平衡； ②如果物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動，則這兩個(gè)力平衡。 如果物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化，不平衡力就會受到影響。 旋轉(zhuǎn)，用剪刀把一小張紙剪成兩半，觀察紙片的運(yùn)動，相等、相反、同向、不平衡【例2】取右圖，在研究平衡的實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)力的條件：（1）將鐵塊放在（光滑或粗糙）水平桌面上，在兩塊板上加上重物，當(dāng)兩塊板的重量相等或不相等時(shí)，鐵塊將保持不變?nèi)匀? (2)保持兩塊板重量相等，將鐵塊扭轉(zhuǎn)一定角度，使拉力F1和F2不在同一直線上，觀察鐵塊是否脫出，當(dāng)鐵塊返回時(shí)到其原始靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，拉力F1和F2作用In； (3)由上述實(shí)驗(yàn)可知：兩個(gè)力作用在同一物體上，如果其大小和方向作用于...，則這兩個(gè)力將相互平衡。 [分析]（1）①光滑的水平桌面可以簡化實(shí)驗(yàn)，無需考慮鐵塊與水平桌面之間的摩擦力； 在粗糙的水平桌面上，鐵塊與水平桌面之間會形成摩擦力，使實(shí)驗(yàn)變得更加復(fù)雜；②水平桌面光滑。 當(dāng)兩端放置等質(zhì)量的重物時(shí)，鐵塊在水平方向受到相同的拉力，鐵塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。 兩者缺一不可【答】（1）光滑、相等（2）旋轉(zhuǎn)、直線上同向（3）相等、相反、直線上同向【例3-真題】小明在《平衡態(tài)研究》中的實(shí)驗(yàn)過程中，綁在卡片兩個(gè)對角上的線分別超出左右支架上的滑輪，在線的兩端掛上相同的鉤碼。
當(dāng)卡靜止時(shí)，他發(fā)現(xiàn)拉線的方向并不相同（如圖A所示），因此他得出??結(jié)論：當(dāng)兩個(gè)力平衡時(shí)，兩個(gè)力可能不是同一個(gè)方向。 您認(rèn)為出現(xiàn)這些情況的原因是為了獲得科學(xué)推論，請給他提出改進(jìn)建議。 【分析】在研究二力平衡條件時(shí)，實(shí)驗(yàn)使用了質(zhì)量較小的小卡。 卡的重力遠(yuǎn)大于作用在小卡上的力，卡的重力可以忽略不計(jì)； 卡的質(zhì)量太大，重力大，垂直方向的力影響了卡水平方向作用的力，所以考察的結(jié)果有問題，實(shí)驗(yàn)換成小卡片，小質(zhì)量。 等質(zhì)量的吊鉤，為什么會向一個(gè)方向晃動等。 【答】卡片太重，換一張更小的卡片 【例4】在研究“二力平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中：（1） A組和B組分別選擇了設(shè)備，然后設(shè)計(jì)并組裝了如右圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。 老師強(qiáng)調(diào)B組選擇的裝備比較合理。 原因是：（2）在研究力的大小對兩力平衡的影響時(shí)，利用定滑輪的特性，通過調(diào)節(jié)重錘的質(zhì)量來改變F1和F1的重量。 F2的大小。 【分析】（1）從大小和能否在一條直線上把握研究兩個(gè)力平衡的條件，并通過實(shí)驗(yàn)逐步舉一反三（2）旋轉(zhuǎn)摩擦力遠(yuǎn)大于滑動摩擦力，定滑輪可以改變力的方向； 1）圖A中鐵塊與工作臺之間的摩擦為滑動摩擦，而圖B中小車與工作臺之間的摩擦為旋轉(zhuǎn)摩擦。 摩擦力很小，可以忽略不計(jì)。 實(shí)驗(yàn)比較正確。 【討論】二力平衡實(shí)驗(yàn)的觀察與研究在選擇設(shè)備時(shí)需要注意實(shí)驗(yàn)中的問題和一些重要步驟。 這道題觀察比較全面，是高考題的范本【答案】（1）卡車與桌子之間的摩擦力很小，可以忽略不計(jì)（2）改變力的方向【例5】在研究兩個(gè)力平衡的條件實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)。
(1)實(shí)驗(yàn)中需要調(diào)整改變卡車所受到的拉力F1和F2的大小； (2)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)卡車處于平衡狀態(tài)時(shí)，表示卡車處于平衡狀態(tài)； (3) 實(shí)驗(yàn)中，保持F1和F2大小相等，將貨車扭轉(zhuǎn)一定角度。 放手后，卡車保持平衡（裝滿或未裝滿）； （4）有朋友還設(shè)計(jì)了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)方案。在圖1和圖2所示的兩種方案中，該方案更為合理。 原因是：設(shè)計(jì)時(shí)最好清除影響，而不僅僅是對實(shí)驗(yàn)的影響。 【分析】（1）實(shí)驗(yàn)中需要調(diào)節(jié)吊鉤重量來改變卡車所受到的拉力F1和F2的大小； (2)當(dāng)車輛靜止時(shí)，表示車輛處于平衡狀態(tài)； (3) 車輛發(fā)生一定角度的扭曲。 兩個(gè)力不在同一條直線上，兩個(gè)力不平衡，所以放手后卡車無法保持平衡； (4)研究兩個(gè)力的平衡時(shí)，盡可能消除其他力的干擾； 因此，為了消除摩擦力擾動，方案A更為合理 【答案】（1）鉤子的重量（2）靜止不動（3）不可能（4）A.摩擦 【例6】實(shí)驗(yàn)中研究“兩個(gè)力的平衡條件”，某同事使用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖A所示：（1）當(dāng)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或狀態(tài)時(shí)，我們感覺它所遇到的力是相互平衡的； (2)在研究力的大小對兩力平衡的影響時(shí)，通過調(diào)整改變F1和F2的大小； 3）實(shí)驗(yàn)過程中，小明發(fā)現(xiàn)，當(dāng)左右圓盤上同時(shí)加入等質(zhì)量的重物時(shí)，用A裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，鐵塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。
這時(shí)，鐵塊在水平方向上遇到兩個(gè)力，并且這些力是平衡的。 當(dāng)小明把右邊板上的重物換成稍微重一些的重物時(shí)，他發(fā)現(xiàn)鐵塊仍然處于靜止?fàn)顟B(tài)。 造成這種現(xiàn)象的原因是鐵塊在水平方向受到的力（填充平衡或不平衡）。 為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，請對實(shí)驗(yàn)裝置提出改進(jìn)建議： (4)保持F1和F2相等，用手將小車轉(zhuǎn)到圖B位置。 松手后，卡車在這個(gè)位置將很難保持平衡。 實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)這一步的目的是為了研究當(dāng)兩個(gè)力平衡時(shí)，必須滿足兩個(gè)力。 【分析】（1）當(dāng)物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)時(shí)，我們感覺它所受到的力是相互平衡的； 通過改變F1和F2的大小來改變F1和F2的大小； （2）探索時(shí)3）小明將右板中的重物換成稍重的重物，鐵塊撞擊兩端產(chǎn)生拉力和摩擦力，三個(gè)A力是平衡力。 如果鐵塊靜止，則作用在鐵塊上的力一定是平衡力。 為了減少鐵塊與桌面的滑動摩擦，可以用旋轉(zhuǎn)代替滑動，并用小車代替鐵塊； (4)用手將小車扭轉(zhuǎn)至圖B位置。 松手后，卡車將很難停留在那里。這是為了研究兩個(gè)力的平衡。 兩個(gè)力必須滿足相同的方向。 【討論】①研究兩個(gè)力的平衡條件時(shí)，用一小塊硬紙懸掛在空中，這樣可以最大限度地減少摩擦對兩個(gè)力的影響。 實(shí)驗(yàn)的影響； ②物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，物體所受的力平衡； ③研究兩個(gè)力的平衡力大小時(shí)，通過改變左右板中的重量來改變力的大小； ④木塊放在水平桌面上有向右移動的趨勢，鐵塊與水平桌面之間有摩擦力。 由于摩擦力的作用，鐵塊遇到平衡力，處于靜止?fàn)顟B(tài)； ⑤可以從減少摩擦的途徑來分析：減少壓力、減少接觸面的小粗糙度、以旋轉(zhuǎn)代替滑動等； ⑥ 為了研究兩個(gè)力方向相同，可以使物體向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn) 【答】勻速直線運(yùn)動，重量的大小，木塊與桌子之間的摩擦力，平衡二力平衡實(shí)驗(yàn)定滑輪的作用，改變將鐵塊放入卡車中，且方向相同 【例7】 在“研究兩個(gè)力的平衡條件”活動中，主要通過研究力對物體的作用來達(dá)到研究的目的。
圖A是小華朋友研究二力平衡條件時(shí)的實(shí)驗(yàn)情況。 (1)小花將綁在小卡上的兩條對角線(重力可以忽略不計(jì))分別系在左右支架上滑輪之外，在線的兩端掛上掛鉤，使兩個(gè)拉力作用在小卡上。小卡方向相反，通過調(diào)整掛鉤數(shù)量來改變拉力的大小； （2）小明還開展了如圖B所示的研究活動，這種運(yùn)算是研究物體上的兩個(gè)力在平衡狀態(tài)下（）A可以大小相等B可以方向相反C可以作用3）為了驗(yàn)證只有作用在同一物體上的兩個(gè)力才能平衡，在圖A所示的情況下，小華接下來的操作是： 4）在研究同一個(gè)問題時(shí)，小明把鐵塊放在水平表，并設(shè)計(jì)了如圖C所示的實(shí)驗(yàn)，朋友們認(rèn)為小華的實(shí)驗(yàn)比小明的實(shí)驗(yàn)要好。 主要原因是（）A減少摩擦力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響B(tài)小書本比較容易獲得材料C簡單保持小卡水平方向平衡D小卡容易反轉(zhuǎn)（5）請幫助小明研究計(jì)劃的改進(jìn)建議： 。 【分析】（1）小卡兩端通過滑輪掛有鉤子。 兩個(gè)鉤子因重力作用通過繩索對小卡施加兩個(gè)方向相反的拉力。 拉力的大小等于鉤子的重力。 數(shù)量越多，拉力越大； 2）小卡轉(zhuǎn)角度時(shí)，小卡兩端的拉力不會在一條直線上，紙張會旋轉(zhuǎn)。 顯然，不在同一條線上的兩個(gè)力是無法平衡的；3）為了驗(yàn)證只有作用在同一物體上的兩個(gè)力才能平衡，用剪刀將小卡片剪成兩張更小的卡片，觀察兩張較小的牌可以平衡； 4）小花實(shí)驗(yàn)中使用的小卡重力小，懸浮在空中時(shí)不受摩擦力影響； 小明實(shí)驗(yàn)所用的卡車放置在水平桌子上，卡車與桌子之間存在摩擦力，并且無法消除該摩擦力。 實(shí)驗(yàn)肯定會受到摩擦力的影響，所以小花的實(shí)驗(yàn)方案還是比較好； 5）如果將鐵塊換成卡車，則可以將滑動摩擦力轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)摩擦力，可以大大減少摩擦力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。 、觀察二力平衡條件的研究方法，分析實(shí)驗(yàn)偏差，減小摩擦力①由于重力的作用，鉤碼會對小卡施加一個(gè)拉力，上鉤碼會對小卡施加一個(gè)向左的拉力右鉤碼對小卡施加一個(gè)向右的拉力，拉力的方向相反，拉力的大小等于鉤子的重力。 兩個(gè)拉力不在同一條直線上，這是為了驗(yàn)證兩個(gè)力不在同一條直線上是否可以平衡。 對象④將木塊放置在水平桌面上，鐵塊與桌面之間有摩擦力。 實(shí)驗(yàn)要考慮摩擦力，這使得實(shí)驗(yàn)變得更加復(fù)雜。 ，應(yīng)盡量減小摩擦力，可將滑動摩擦力變?yōu)樾D(zhuǎn)摩擦力【答案】（1）反之，鉤碼數(shù)（2）C（3）用剪刀將小紙片切成兩份 (4) A (5) 使用貨車代替鐵塊