Question

3．在“探究二力平衡條件”的活動(dòng)中，小馬同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的探究方案．在該方案中他分別把拴有一個(gè)小盤(pán)的兩根細(xì)線通過(guò)支架上的滑輪系在小木塊的兩端．
（1）該探究方案中的研究對(duì)象是小木塊，對(duì)兩側(cè)放置砝碼的小盤(pán)的要求是質(zhì)量相等．
（2）探究過(guò)程中他將兩個(gè)50g的砝碼分別放在左右兩個(gè)小盤(pán)內(nèi)，這是用于探究?jī)蓚�(gè)力的大小和方向?qū)ξ矬w平衡的影響．
（3）保持兩盤(pán)砝碼的質(zhì)量相等，把木塊扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度，使拉力F₁和F₂不在同一直線上，觀察到木塊發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，這是用于探究?jī)蓚�(gè)力是否在同一直線上對(duì)物體平衡的影響．
（4）在木塊已平衡的基礎(chǔ)上，小馬在右邊小盤(pán)內(nèi)又加入一個(gè)10g的小砝碼，發(fā)現(xiàn)小木塊仍然靜止，其原因是木塊受到摩擦力作用．當(dāng)再加一個(gè)20g砝碼，小木塊向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則此時(shí)小木塊受到的摩擦力是0.3N，方向是水平向左．請(qǐng)寫(xiě)出一個(gè)在原裝置上改進(jìn)該探究方案的措施：把木塊換成裝有輪子的小車(chē)或把木塊換成輕質(zhì)紙板等．

Answer 1

分析 （1）鉤碼的重力提供的拉力作用在小木塊上，觀察兩個(gè)力滿足哪些條件時(shí)小木塊處于平衡狀態(tài)，所以說(shuō)研究對(duì)象是小木塊．拉力是通過(guò)鉤碼的重力體現(xiàn)的，為了減小兩邊小盤(pán)的重力的影響，所以要使兩個(gè)小盤(pán)的質(zhì)量相等．
（2）（3）二力平衡條件：作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)力，如果大小相等，方向相反，并且作用在同一直線上，根據(jù)條件分析實(shí)驗(yàn)操作及結(jié)論．
（4）當(dāng)小木塊與桌面之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，木塊要受到桌面對(duì)它的摩擦力，因此要對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響；結(jié)合二力平衡的條件即可知道木塊所受的摩擦力的大��；改進(jìn)的方案要從減小摩擦力入手考慮．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)觀察小木塊處于平衡狀態(tài)時(shí)作用在小木塊上的兩個(gè)力滿足什么條件來(lái)得到二力平衡的條件的，因此研究對(duì)象是小木塊．實(shí)驗(yàn)時(shí)，盛放鉤碼的小盤(pán)也要對(duì)小木塊施加拉力，為了防止小盤(pán)的拉力對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響，所以要兩個(gè)小盤(pán)的質(zhì)量相等．
（2）兩個(gè)砝碼質(zhì)量相等，分別放在左右兩個(gè)小盤(pán)內(nèi)，提供的拉力大小相等和方向相反，這是探究?jī)蓚�(gè)力的大小和方向?qū)ξ矬w的平衡是否產(chǎn)生影響．
（3）木塊轉(zhuǎn)過(guò)一定角度后，兩個(gè)力不再作用在同一直線上，觀察到木塊發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，這是為了探究?jī)蓚�(gè)力是否在同一直線上對(duì)物體平衡的影響．
（4）在右邊小盤(pán)內(nèi)又加入一個(gè)10g的小砝碼后，此時(shí)木塊受到右邊的拉力大于左邊的拉力，此時(shí)木塊相對(duì)于桌面有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，因此桌面對(duì)木塊產(chǎn)生了一個(gè)向左的摩擦力，這個(gè)摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)造成了影響．
當(dāng)右盤(pán)中的又增加20g砝碼后，砝碼的重力變?yōu)椋篏=mg=0.03kg×10N/kg=0.3N，進(jìn)一步可知木塊受到的細(xì)線的拉力為0.3N．此時(shí)的木塊處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，在水平方向上受到平衡力的作用即：細(xì)線對(duì)木塊的拉力與桌面對(duì)木塊的摩擦力．根據(jù)二力平衡的條件，這兩個(gè)力相等．所以摩擦力為0.3N，方向與拉力方向相反，水平向左．
為了減小桌面的摩擦力造成的影響，根據(jù)減小摩擦的方法，可以把木塊換成裝有輪子的小車(chē)或把木塊換成輕質(zhì)紙板等．
故答案為：（1）質(zhì)量相等；（2）大��；（3）是否在同一直線上；（4）木塊受到摩擦力作用；0.3；水平向左；把木塊換成裝有輪子的小車(chē)或把木塊換成輕質(zhì)紙板等．

點(diǎn)評(píng) 掌握二力平衡條件，二力平衡條件的探究過(guò)程，會(huì)利用二力平衡條件解決問(wèn)題，從第四問(wèn)可以知道，為了減小實(shí)驗(yàn)的誤差，要合理選用實(shí)驗(yàn)器材．