Question

【題目】探究小組的成員在組長帶領下設計出一套新的探究而二平衡條件的實驗方案如下：

裝置：組裝裝置如圖所示，其中a、b為固定在豎板上的定滑輪，c為薄鐵片。

實驗步驟：

①細線兩端懸掛質量相等的砝碼，觀察鐵片的狀態；

②在細線兩端懸掛質量不相等的砝碼，觀察鐵片的運動狀態；

③在細線兩端加等質量的鉤碼，把紙片扭轉一個角度后釋入觀察鐵片的運動狀態；

④根據實驗現象，總結得出結論。

(1) 老師指出實驗中用鐵片不合適，請你說出其中原因并找到合適的替代器材：

原因：___________________；

替代器材：________________；

(2) 換用合適的器材后，實驗小組按照步驟進行實驗，發現只能證明二力平衡條件中的三個條件。為證明第四個條件，需要再增加實驗器材是_____________。如何才能證明第四個條件？請你寫出實驗方法、實驗現象和最終的第四個條件：

實驗方法和現象：______________通過上述實驗證明，二力平衡時兩力必須___________。

Answer 1

【答案】鐵片不能被剪開，無法探究二力平衡時作用在同一個物體上，鐵片太重不易探究二力平衡作用在同一條直線上 硬紙片 剪刀 用剪刀將紙片剪開 作用在同一物體上。

【解析】

二力平衡的條件是作用在同一物體上的兩個力，大小相等，方向相反并作用于同一直線上。

(1)[1]實驗中用鐵片不合適，一是因為鐵片不能剪開，無法探究二力平衡時兩個力作用在同一個物體上；二是鐵片太重，由于其豎直向下重力的影響不易探究二力平衡作用在同一條直線上。

[2]為解決實驗中鐵片引起的兩個問題，可選用硬紙片替換鐵片，硬紙片質量很小且方便用剪刀從中間剪開。

(2)[3][4][5]由于鐵片不能剪開，故無法探究二力平衡時兩個力作用在同一個物體上。換用紙片后，為驗證此條件，需要再增加的實驗器材為剪刀。具體操作為：當小紙片平衡后，用剪刀從中間將小紙片剪成兩半，由于兩側砝碼通過細繩作用的力分別位于兩半紙片上，兩側砝碼會拉動紙片落下，說明二力平衡的第四個條件是兩個力作用在同一個物體上。