Question

15．（1）如圖甲所示的裝置，物塊M放在粗糙程度相同的水平桌面上，左右兩端用細線通過滑輪連接著兩個相同的吊盤．小聰用它做實驗時發(fā)現(xiàn)：當在左盤中放100g的砝碼，右盤中放200g的砝碼時，物塊M可以向右做勻速直線運動．如果盤中的原有砝碼都不變，使物塊M最終可以向左勻速直線運動的方案是（滑輪的摩擦不計）在左盤中再加200g砝碼．
（2）小剛發(fā)現(xiàn)，可以將小聰實驗改進后用于研究“二力平衡的條件”的實驗，如圖乙，小剛將M換成輕質(zhì)小車，并換為表面光滑的桌面．其目的是減小摩擦力對實驗的影響．
（3）在裝置乙中，將小車旋轉(zhuǎn)一定角度后松手后觀察小車的狀態(tài)，來研究二力是否在同一直線上．
（4）小明發(fā)現(xiàn)用圖乙裝置無法完成全部探究過程，又設(shè)計了圖丙所示的裝置．在卡片平衡時，用剪刀將卡片從中間剪開，并觀察隨之發(fā)生的現(xiàn)象，由此可以得到二力平衡的又一個條件兩個力是否作用在同一個物體上．

Answer 1

分析 （1）首先由受力分析明確物體M受力情況，由M的運動狀態(tài)可判斷M受摩擦力的大��；當M運動方向發(fā)生變化時，摩擦力方向同時發(fā)生變化，根據(jù)壓力與接觸面粗糙程度的變化確定摩擦大小變化；最后根據(jù)物體始終受力平衡可求得左盤應(yīng)加多少砝碼；
（2）實驗中應(yīng)盡量減小摩擦對平衡的影響；
（3）（4）掌握二力平衡條件：作用在同一物體上，大小相等、方向相反、作用在同一直線上；根據(jù)實驗操作及現(xiàn)象判斷哪個條件發(fā)生了變化．

解答 解：（1）在左盤中放質(zhì)量為100g的砝碼，右盤中放質(zhì)量為200g砝碼時，物體M恰好向右做勻速直線運動，即物體受力平衡，因此物體所受向左的摩擦力與物體受到向右的合力相等，即f=2G-G=G．
當物體向左運動時，摩擦力方向向右，由于壓力和接觸面的粗糙程度不變，故物體受到摩擦力不變，又因為物體仍然做勻速直線運動，則物體受到向右的摩擦力與物體受到的拉力相等，方向相反，即物體受到的拉力大小等于300g砝碼的重力，方向向左，因此需向左盤中再加200g砝碼；
（2）小剛將M換成輕質(zhì)小車，并換為表面光滑的桌面，這樣可以盡量減小摩擦力對實驗的影響；
（3）將小車扭轉(zhuǎn)一個角度，這樣兩個力不在同一直線上，小車無法在這個位置平衡，說明兩個力必須滿足兩個力在一條直線上；
（4）當小卡片平衡時，用剪刀沿虛線迅速剪斷小卡片，由于二力不在同一物體上，所以兩側(cè)鉤碼落下，說明二力平衡的又一個條件是必須在同一物體上．
故答案為：（1）200；（2）減小摩擦力對實驗的影響；（3）同一直線上；（4）兩個力是否作用在同一個物體上．

點評 本題考查物體的受力分析、影響摩擦力大小的因素以及二力平衡的條件，重點是：（1）物體所受摩擦力的大小、方向判斷，明確一般情況下，摩擦力的方向與運動方向相反；大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)；（2）掌握二力平衡的四個條件，用好控制變量法．