Question

3．在“探究二力平衡條件”的活動中，小馬同學設計了如圖所示的探究方案．在該方案中他分別把拴有一個小盤的兩根細線通過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象是小木塊，對兩側放置砝碼的小盤的要求是質量相等．
（2）探究過程中他將兩個50g的砝碼分別放在左右兩個小盤內(nèi)，這是用于探究兩個力的大小和方向對物體平衡的影響．
（3）保持兩盤砝碼的質量相等，把木塊扭轉一個角度，使拉力F₁和F₂不在同一直線上，觀察到木塊發(fā)生轉動，這是用于探究兩個力是否在同一直線上對物體平衡的影響．
（4）在木塊已平衡的基礎上，小馬在右邊小盤內(nèi)又加入一個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．當再加一個20g砝碼，小木塊向右做勻速直線運動，則此時小木塊受到的摩擦力是0.3N，方向是水平向左．請寫出一個在原裝置上改進該探究方案的措施：把木塊換成裝有輪子的小車或把木塊換成輕質紙板等．

Answer 1

分析 （1）鉤碼的重力提供的拉力作用在小木塊上，觀察兩個力滿足哪些條件時小木塊處于平衡狀態(tài)，所以說研究對象是小木塊．拉力是通過鉤碼的重力體現(xiàn)的，為了減小兩邊小盤的重力的影響，所以要使兩個小盤的質量相等．
（2）（3）二力平衡條件：作用在一個物體上的兩個力，如果大小相等，方向相反，并且作用在同一直線上，根據(jù)條件分析實驗操作及結論．
（4）當小木塊與桌面之間有相對運動趨勢時，木塊要受到桌面對它的摩擦力，因此要對實驗產(chǎn)生影響；結合二力平衡的條件即可知道木塊所受的摩擦力的大�。桓倪M的方案要從減小摩擦力入手考慮．

解答 解：（1）實驗時通過觀察小木塊處于平衡狀態(tài)時作用在小木塊上的兩個力滿足什么條件來得到二力平衡的條件的，因此研究對象是小木塊．實驗時，盛放鉤碼的小盤也要對小木塊施加拉力，為了防止小盤的拉力對實驗產(chǎn)生影響，所以要兩個小盤的質量相等．
（2）兩個砝碼質量相等，分別放在左右兩個小盤內(nèi)，提供的拉力大小相等和方向相反，這是探究兩個力的大小和方向對物體的平衡是否產(chǎn)生影響．
（3）木塊轉過一定角度后，兩個力不再作用在同一直線上，觀察到木塊發(fā)生轉動，這是為了探究兩個力是否在同一直線上對物體平衡的影響．
（4）在右邊小盤內(nèi)又加入一個10g的小砝碼后，此時木塊受到右邊的拉力大于左邊的拉力，此時木塊相對于桌面有向右運動的趨勢，因此桌面對木塊產(chǎn)生了一個向左的摩擦力，這個摩擦力對實驗造成了影響．
當右盤中的又增加20g砝碼后，砝碼的重力變?yōu)椋篏=mg=0.03kg×10N/kg=0.3N，進一步可知木塊受到的細線的拉力為0.3N．此時的木塊處于勻速直線運動狀態(tài)，在水平方向上受到平衡力的作用即：細線對木塊的拉力與桌面對木塊的摩擦力．根據(jù)二力平衡的條件，這兩個力相等．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或把木塊換成輕質紙板等．
故答案為：（1）質量相等；（2）大�。唬�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或把木塊換成輕質紙板等．

點評 掌握二力平衡條件，二力平衡條件的探究過程，會利用二力平衡條件解決問題，從第四問可以知道，為了減小實驗的誤差，要合理選用實驗器材．