Question

【题目】探究小组的成员在组长带领下设计出一套新的探究而二平衡条件的实验方案如下：

装置：组装装置如图所示，其中a、b为固定在竖板上的定滑轮，c为薄铁片。

实验步骤：

①细线两端悬挂质量相等的砝码，观察铁片的状态；

②在细线两端悬挂质量不相等的砝码，观察铁片的运动状态；

③在细线两端加等质量的钩码，把纸片扭转一个角度后释入观察铁片的运动状态；

④根据实验现象，总结得出结论。

(1) 老师指出实验中用铁片不合适，请你说出其中原因并找到合适的替代器材：

原因：___________________；

替代器材：________________；

(2) 换用合适的器材后，实验小组按照步骤进行实验，发现只能证明二力平衡条件中的三个条件。为证明第四个条件，需要再增加实验器材是_____________。如何才能证明第四个条件？请你写出实验方法、实验现象和最终的第四个条件：

实验方法和现象：______________通过上述实验证明，二力平衡时两力必须___________。

Answer 1

【答案】铁片不能被剪开，无法探究二力平衡时作用在同一个物体上，铁片太重不易探究二力平衡作用在同一条直线上 硬纸片 剪刀 用剪刀将纸片剪开 作用在同一物体上。

【解析】

二力平衡的条件是作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反并作用于同一直线上。

(1)[1]实验中用铁片不合适，一是因为铁片不能剪开，无法探究二力平衡时两个力作用在同一个物体上；二是铁片太重，由于其竖直向下重力的影响不易探究二力平衡作用在同一条直线上。

[2]为解决实验中铁片引起的两个问题，可选用硬纸片替换铁片，硬纸片质量很小且方便用剪刀从中间剪开。

(2)[3][4][5]由于铁片不能剪开，故无法探究二力平衡时两个力作用在同一个物体上。换用纸片后，为验证此条件，需要再增加的实验器材为剪刀。具体操作为：当小纸片平衡后，用剪刀从中间将小纸片剪成两半，由于两侧砝码通过细绳作用的力分别位于两半纸片上，两侧砝码会拉动纸片落下，说明二力平衡的第四个条件是两个力作用在同一个物体上。