Question

20．如圖甲是小華同學探究二力平衡條件時的實驗情景．

（1）實驗裝置如圖甲所示．實驗目的是探究硬紙片在水平方向上所受兩個拉力F₁、F₂的關系．實驗中，硬紙片應該處于靜止狀態(tài)．
（2）實驗中，保持F₁與F₂大小相等，用手將硬紙片扭轉(zhuǎn)一個角度，松手后硬紙片將轉(zhuǎn)動；這說明二力平衡時，二力必須在一條直線上．
（3）為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，在圖甲所示情況下，小華下一步的操作是用剪刀把硬紙片剪成兩個更小的紙片，觀察兩個更小的紙片是否平衡．
（4）在探究同一問題時，小明將木塊放在水平桌面上，設計了如圖乙所示的實驗，同學們認為小華的實驗優(yōu)予小明的實驗．其主要原因是AE．（多選）
A．減少摩擦力對實驗結(jié)果的影響
B．小書片是比較容易獲取的材料
C．容易讓小卡片在水平方向上保持平衡
D．小卡片容易扭轉(zhuǎn)
E．容易驗證二力必須作用同一物體上這一平衡條件
（5）小華的實驗雖然優(yōu)予小明的實驗，但大家討論認為：使用硬紙片也有一些缺點，請你寫出一條．硬紙片容易轉(zhuǎn)動．

Answer 1

分析 （1）平衡狀態(tài)包括靜止和勻速直線運動狀態(tài)，在本題的實驗中，應使小車保持靜止；
（2）保持F₁與F₂大小相等，不在同一條直線上，硬紙片不能處于靜止狀態(tài)，要發(fā)生轉(zhuǎn)動，可以探究二力平衡二力是否必須作用在同一條直線上；
（3）探究二力平衡時，驗證兩個力需要作用在同一個物體上，可以把小卡片分成兩半變成兩個物體；
（4）在研究二力平衡的條件時，要盡可能排除其它力（如摩擦力）對實驗的干擾和操作是否方便上考慮；
（5）硬紙片容易轉(zhuǎn)動．

解答 解：
（1）實驗中，應使硬紙片保持靜止，在靜止時硬紙片處于平衡狀態(tài)，說明兩側(cè)的拉力平衡；
（2）用手將硬紙片扭轉(zhuǎn)一個角度，硬紙片受到的力F₁和F₂不在一條直線上，硬紙片就會轉(zhuǎn)動，原因是硬紙片受到的不再是一對平衡力，這說明二力平衡時，二力必須在一條直線上；
（3）為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，用剪刀把硬紙片剪成兩個更小的紙片，觀察兩個更小的紙片是否平衡；
（4）小華的實驗優(yōu)于小明的實驗的原因是：在小明的實驗中，木塊與桌面間的摩擦力會對實驗效果產(chǎn)生影響；而小華的實驗中，紙片被懸掛，就消除了摩擦力對實驗的干擾；
驗證二力是否必須作用同一物體上，小華實驗中用剪刀將硬紙片剪開，即使兩個力分別作用在兩個物體上，易于操作；故AE正確；
（5）硬紙片容易轉(zhuǎn)動，對實驗會造成一定的影響．
故答案為：（1）靜止；（2）轉(zhuǎn)動；在一條直線上；（3）用剪刀把硬紙片剪成兩個更小的紙片，觀察兩個更小的紙片是否平衡；（4）AE；（5）硬紙片容易轉(zhuǎn)動．

點評 此題探究的是二力平衡的條件，二力平衡是初中物理力學中的難點，也是一個重點需要掌握．