【文章內(nèi)容簡介】 時(shí)所受的力全部消失 ， 則擺球?qū)⒈３朱o止． 實(shí)驗(yàn) 10：探究二力平衡的條件 【實(shí)驗(yàn)裝置及目的】 1．把小車放在盡可能光滑的水平桌面上 ， 從而減小 摩擦力 對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響． 2． 先使兩個(gè)托盤里的砝碼質(zhì)量不相等 ， 八下 P20圖 － 2 觀察小車能否靜止 ， 然后使兩個(gè)托盤里的砝碼質(zhì)量相等 ， 再觀察小車能否靜止．這樣做的目的是探究二力 大小 的關(guān)系． 【命題點(diǎn)全梳理】 1． 實(shí)驗(yàn)中 ， 如何判斷小車是否處于平衡狀態(tài)： 小車的平衡狀態(tài)有兩種情況 ， 即靜止?fàn)顟B(tài)或處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．所以當(dāng)小車保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí) ， 都可以判定小車處于平衡狀態(tài)． 2． 選用小車而不用木塊 ， 并且要求桌面光滑的目的： 盡量減小摩擦力的影響 ， 小車和桌面之間為滾動(dòng)摩擦 ， 可大大減小摩擦 ， 桌面光滑也可以減小摩擦 ， 使實(shí)驗(yàn)的效果更加明顯． 3． 實(shí)驗(yàn)裝置中 ， 定滑輪的作用： 改變力的方向． 4． 實(shí)驗(yàn)中 ， 選擇靜止作為研究狀態(tài)的原因： 靜止?fàn)顟B(tài)比勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)好控制． 【例 2】 [2022揚(yáng)州中考 ]在 “ 探究二力平衡的條件 ” 活動(dòng)中： (1)如果物體只受到兩個(gè)力的作用 ， 且處于 靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng) 狀態(tài) ， 說明這兩個(gè)力是相互平衡的．由此 ， 小明提出 ， 能否利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究二力平衡的條件？ (2)小華認(rèn)為 ， 若采用小明的方案 ， 必須測(cè)出物體所受的 重力 和 拉力 的大小來進(jìn)行比較．研究發(fā)現(xiàn) ， 在小明的方案中 ， 只能根據(jù)相互作用的關(guān)系直接測(cè)出 重力 的大小 ， 在未知二力平衡條件的前提下 ， 另一個(gè)力無法直接測(cè)量 ， 所以這一方案無法實(shí)施下去 . (3)為此 ， 兩位同學(xué)不斷改進(jìn)并先后設(shè)計(jì)了三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案 ， 如圖乙所示 ， 請(qǐng)你判斷出他們改進(jìn)的先后順序： BAC (用字母表示 )， 這樣的改進(jìn)是為了減小 摩擦力 對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響 . (4)如圖丙 ， 是最終確認(rèn)的實(shí)驗(yàn)方案．此方案中 ， 由于 卡片質(zhì)量很小 ， 故卡片的重力可忽略不計(jì)． 命題挖掘 ?探究 “ 作用在同一個(gè)物體上二力的平衡條件 ” ， 需要比較 “ 平衡 ” 和 “ 不平衡 ” 兩種不同狀態(tài)的受力情況才可以得出結(jié)論．實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示 (定滑輪按 45176。 角固定在桌邊上 )． 小紅利用此裝置做實(shí)驗(yàn)過程中 ， 將木塊進(jìn)行扭轉(zhuǎn) ， 小亮說： “ 由于定滑輪無法扭轉(zhuǎn) ， 所以會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果 ” . (5)在木塊不扭轉(zhuǎn)的情況下 ， “ 二力平衡 ” 的三個(gè)條件中 ， 對(duì)哪些平衡條件的探究存在缺陷？ 作用在同一條直線上 (6)根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要改進(jìn)該實(shí)驗(yàn)裝置 ， 簡述你的改進(jìn)方案． 用小車代替木塊 ， 然后將小車扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度 ， 看小車是否平衡 【思路點(diǎn)撥】 (1)如果物體只受到兩個(gè)力的作用，且處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，說明這兩個(gè)力是相互平衡的 . (2)若采用小明的方案，必須測(cè)出物體所受的重力和拉力的大小來進(jìn)行比較．研究發(fā)現(xiàn)，在小明的方案中，只能根據(jù)相互作用的關(guān)系直接測(cè)出重力的大小，在未知二力平衡條件的前提下，另一個(gè)力無法直接測(cè)量，所以這一方案無法實(shí)施下去 .(3)圖乙中， B受到的摩擦力最大， A次之， C不受摩擦力的作用，因而改進(jìn)的先后順序是： BAC；這樣的改進(jìn)是為了減小摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響 .(4)圖丙中，由于卡片的質(zhì)量很小，故卡片的重力可忽略不計(jì) . 實(shí)驗(yàn) 11：探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素 【實(shí)驗(yàn)裝置及結(jié)論】 八下 P24圖 － 3 1． 測(cè)量摩擦力的原理： 二力平衡 . 2． 實(shí)驗(yàn)方法： 控制變量法 . 3． 影響因素的猜想：接觸面所受的 壓力 、 接觸面的 粗糙程度 、 接觸面積的大小 、 物體運(yùn)動(dòng)的快慢等． 4． 結(jié)論：滑動(dòng)摩擦力的大小跟接觸面所受的 壓力 有關(guān) ， 接觸面受到的 壓力 越大 ， 滑動(dòng)摩擦力越大．滑動(dòng)摩擦力的大小還跟接觸面的 粗糙程度 有關(guān) ， 接觸面越 粗糙 ， 滑動(dòng)摩擦力越大． 【命題點(diǎn)全梳理】 1． 實(shí)驗(yàn)中測(cè)量摩擦力的大小時(shí)采用了 轉(zhuǎn)換法 .由于摩擦力的大小不能直接測(cè)量 ， 因此用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向勻速拉動(dòng)木塊 ， 通過彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)來得到滑動(dòng)摩擦力的大?。? 2． 若要探究滑動(dòng)摩擦力的大小與 接觸面積 之間的關(guān)系 ，可讓同一木塊分別 側(cè)放 、 平放 、 豎放 ， 在同一水平長木板上 ， 拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng) ， 若彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)相同 ， 則與接觸面積無關(guān)；若不相同 ， 則與接觸面積有關(guān)． 3． 若要探究滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的 運(yùn)動(dòng)速度 之間的關(guān)系 ， 可保持其他因素不變 ， 用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊在水平長木板上以不同的速度勻速運(yùn)動(dòng) ， 觀察彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是否變化 ， 若有變化 ， 則說明滑動(dòng)摩擦力的大小與木塊的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)；若沒有變化 ， 則說明滑動(dòng)摩擦力的大小與木塊的運(yùn)動(dòng)速度無關(guān) . 【例 3】 [2022淄博中考 ]為了探究滑動(dòng)摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān) ， 小明選用以下能滿足實(shí)驗(yàn)要求的器材做了一系列的實(shí)驗(yàn)：形狀相同的木塊和鐵塊 、 表面平整的長木板 、 彈簧測(cè)力計(jì)等．小明做的部分實(shí)驗(yàn)如表所示 (實(shí)驗(yàn)時(shí)，長木板固定在水平桌面上 )： 序號(hào) 實(shí)驗(yàn)方法 圖示 1 把木塊平放在長木板上 ， 用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊 ， 使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng) ， 記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) F1 2 把鐵塊側(cè)放在長木板上 ， 用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)鐵塊 ， 使鐵塊做勻速直線運(yùn)動(dòng) ， 記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) F2 3 木塊在下 ， 鐵塊在上 ， 疊放在一起后放到長木板上 ， 用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊 ， 使它們做勻速直線運(yùn)動(dòng) ， 記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) F3 小明發(fā)現(xiàn) ， 三次實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)均不相同 ， 即F1≠ F2≠ F3， 且 F1F3. (1)比較 3兩次實(shí)驗(yàn) ， 由 F1F3得出的結(jié)論是 接觸面粗糙程度相同時(shí) ， 壓力越大 ， 滑動(dòng)摩擦力越大 . (2)比較 2兩次實(shí)驗(yàn) ， 根據(jù) F1≠ F2， 小明認(rèn)為：滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積有關(guān)．小明得出這個(gè)錯(cuò)誤結(jié)論的原因是 沒有控制壓力大小 、 接觸面粗糙程度相同 ___. (3)實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法 ， 把摩擦力的大小轉(zhuǎn)換為 拉力大小 .為了保證轉(zhuǎn)換的正確性 ， 實(shí)驗(yàn)中采取的措施是 拉動(dòng)木塊 (或鐵塊 )做勻速直線運(yùn)動(dòng) . (4)小明想：木塊表面粗糙還是鐵塊表面粗糙？請(qǐng)你利用現(xiàn)有器材增加一次實(shí)驗(yàn) ， 解決小明的問題．寫出實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)論．方法： 將木塊疊放在鐵塊之上 ， 重復(fù)序號(hào) 3的實(shí)驗(yàn) ， 記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) F4， 比較 F3和 F4的大小 ； 結(jié)論： 若 F3F4， 則說明木塊的表面粗糙；若 F3F4， 則說明鐵塊的表面粗糙 . 【思路點(diǎn)撥】 (1)比較 3兩次實(shí)驗(yàn)可以看出，接觸面相同，壓力不同，最終拉力 F1F3，可得出的結(jié)論是：接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大． (2)比較 2兩次實(shí)驗(yàn)可以看出，兩次的壓力不同，接觸面也不同，因此根據(jù)F1≠F2得出滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積有關(guān)這一結(jié)論是不可靠的，原因是他沒有控制壓力大小、接觸面粗糙程度相