實驗12探究二力平衡的條件（解析版）《探究二力平衡的條件》是力與運動關系的重點實驗，通過實驗探究使學生能正確、深入的認識二力平衡的概念，加深對運動和力的關系的理解。解答此考點試題的關鍵是熟悉二力平衡，不同的實驗設計都是圍繞二力平衡關系而展開，有了這一主要思路，對此類考題的解答也就不再是問題。雖然在課標要求上，沒有列出《探究二力平衡條件》，但此實驗在中考試卷中也有出現，此實驗所占分值一般在3-7分之間，題型大都是實驗探究題。該實驗應著重從實驗方法、實驗過程和實驗結論和牛頓第一定律的得出等方面入手，了解實驗的基本內容。實驗探究-二力平衡條件【實驗目的】探究二力平衡的條件【設計實驗】實驗時，讓小車在水平方向上只受到兩個力F1和F2的作用，我們從力的大小、方向去探究在水平方向上F1和F2滿足什么關系時，小車可以保持平衡，最后再驗證二力平衡時需要作用在同一物體上這一條件。【實驗器材】滑輪兩個、砝碼若干（選最大的）、兩個相同托盤（為了使兩邊拉力相等）、小車、細繩、光滑桌面（阻力小，以減小阻力對實驗的影響）等。【實驗步驟】（1）將細繩分別系于小車的兩個掛鉤上且保持兩根細繩在一條直線上（圖甲），在兩個托盤中放入砝碼，第一次左盤中砝碼質量大，即F1>F2，觀察小車的運動情況；第二次左右兩盤中砝碼質量相等，即F1=F2，觀察小車運動情況；第三次左盤中砝碼質量小，即F1<F2，觀察小車運動情況。比較三次實驗現象，可得只有當F1=F2，時小車才能靜止。（2）如圖乙所示，在兩個托盤中各放一個質量相等的砝碼，將小車旋轉一定角度，使兩個拉力不在一條直線上，觀察到小車會發生轉動，最終直到F1和F2在同一條直線上時靜止下來；（3）如圖丙所示，把兩個托盤上的細繩都系于一個掛鉤上，兩盤中的砝碼質量相等，讓兩個托盤都向左拉小車時，會發現小車向左運動。（4）如圖丁所示，將兩個相同的小車用細繩連接，分別系住一個托盤，保證兩側拉力大小相等、方向相反，作用在同一直線上，剪斷連接的細繩后觀察到左邊的小車向左運動，右邊小車向右運動。【實驗記錄】兩個力的大小（相等或不相等）兩個力的方向（相同或不相同）兩個力是否在同一直線上是否作用在同一物體上小車是否平衡操作（1）不相等相反是是否相等相反是是是操作（2）相等相反否是否操作（3）相等相同是是否操作（4）相等相反是否否【分析論證】當作用在同一小車上的兩個力大小相等、方向相反、在同一直線上時，小車處于平衡狀態，當不滿足其中任何一個條件時，小車都不能平衡。【實驗結論】作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直線上，這兩個力就彼此平衡。二力平衡的條件可簡記為：“同體、等大、反向、共線”。改進實驗：用卡片探究二力平衡的條件為了消除小車和桌面之間的摩擦給實驗帶來的影響，也可以設計如圖所示的實驗，將系于輕質小卡片（重力可以忽略不計）兩對角的細線分別跨過左右支架上的滑輪，在細線的兩端掛上鉤碼，來探究二力平衡的條件。實驗中的研究對象是小卡片，小卡片受到兩邊細線的拉力作用，拉力的大小等于鉤碼的重力。《探究二力平衡條件》常考問題：1.兩邊托盤必須相同的目的：為了使兩邊的拉力相同；2.使用光滑桌面的目的：減小阻力對實驗的影響；3.我們為什么不用木塊做這個實驗呢？因為木塊與桌面的摩擦力大，對實驗結果影響大。我們之所以用小車進行實驗，就是用滾動摩擦代替滑動摩擦，減小了小車與桌面的摩擦，從而減小對實驗結果的影響。4.在探究究二力平衡問題時，什么因素影響實驗結果？答：摩擦力。5.如何減小實驗木塊的不足之處：可以將物塊改為小車或者使用更光滑的桌面。6.如何判斷物體是否處于平衡狀態？答：當物體保持靜止或勻速直線運動狀態時，都可以判定物體處于平衡狀態。7.實驗中如何改變拉力的大小？答：通過改變砝碼的個數，來改變對小車的拉力大小。8.定滑輪有什么作用：答：改變拉力的方向。9.如何探究兩個力作用在同一物體上？答：將紙板從中間剪開，觀察紙板是否還處于平衡狀態。10.如何探究兩個力在同一直線上：答：把紙板轉動一個角度，然后松手，觀察小車的運動狀態。11.實驗方法：控制變量法。12.選擇靜止狀態的原因：勻速運動狀態不好控制。13.進行多次實驗的目的：得出普遍規律，避免偶然性。14.探究平衡的兩個力是否在同一直線上:必須保持研究物體兩端受力相同，使研究物體轉過一定角度，觀察物體是否處于平衡狀態；15.探究平衡的兩個力是否大小相同:必須保持兩個力在同一條直線上，且兩端托盤里的砝碼質量不相等或兩端鉤碼的數目不相同，觀察物體是否處于平衡狀態；16.探究平衡的兩個力是否作用在同一物體上:必須保持平衡力大小相等且方向相反，作用在同一直線上,讓兩個力不同時作用在同一物體上，觀察物體是否處于平衡狀態；17.實驗一般選擇物體在靜止狀態的原因：靜止狀態便于觀察和操作；18.二力平衡的條件為:作用在同一物體上的兩個力大小相等、方向相反、作用在一條直線上；A組（中考真題感知）1.（2023·成都）如圖所示，是探究“二力平衡的條件”實驗，小車置于水平桌面，兩端的輕質細繩繞過定滑輪掛有等重鉤碼。是小車受到的向左的拉力，是小車受到的向右的拉力，與在同一水平直線上。下列說法不正確的是（）。A.因為摩擦可忽略，小車在水平方向上只受到、作用B.增減鉤碼個數，是探究二力大小對小車平衡的影響C.、大小相等時，小車一定處于平衡狀態D.將小車水平扭轉90°時，、仍在同一直線上【答案】D。【解析】A．實驗忽略摩擦，小車水平方向只受到水平向左的拉力F1和水平向右的拉力F2，故A正確，不符合題意；B．增減鉤碼個數，小車受到的兩個拉力大小不相等，探究二力大小對小車平衡的影響，故B正確，不符合題意；C．小車兩端受到的兩個拉力大小相等時，小車處于靜止狀態，即處于平衡狀態，所以、大小相等時，小車處于平衡狀態，故C正確，不符合題意；D．將小車水平扭轉90°時，兩個力不在同一直線上，松手后小車不能平衡，小車會發生轉動，探究不在同一直線上的兩個力是否平衡，故D錯誤，符合題意。故選D。2.（2023·綏化）如圖是“探究二力平衡條件”的實驗裝置。（1）把小車放在比較光滑的水平桌面上，用手按住小車不動，在兩托盤中放入質量相等的砝碼，放手后小車靜止；在兩托盤中放入質量不相等的砝碼，放手后小車運動，這說明相互平衡的兩個力______。用手按住小車不動，把兩個托盤放在小車的同一側，放入質量相等的砝碼，放手后小車運動，這說明相互平衡的兩個力______；（2）把小車放在水平桌面上，保持兩托盤砝碼質量相等，使小車靜止，將小車扭轉一個角度后釋放，觀察到小車______，這說明相互平衡的兩個力作用在______；（3）實驗中為了減小摩擦力對實驗的影響，應選擇質量較______的砝碼進行實驗。（選填“大”或“小”）【答案】①.大小相等；②.方向相反；③.轉動；④.同一直線上；⑤.大。【解析】（1）[1]在兩托盤中放入質量相等的砝碼，左右兩側拉力相等，小車平衡；在兩托盤中放入質量不相等的砝碼，左右兩側拉力不相等，小車不能平衡，說明相互平衡的兩個力大小相等；[2]把兩個托盤放在小車的同一側，放入質量相等的砝碼，小車受到的這兩個力的方向相同，不能平衡，說明這說明相互平衡的兩個力方向相反。（2）[3][4]將已經平衡的小車扭轉一個角度后，小車受到的這兩個力就不在同一條直線上，結果小車會轉動，直到這兩個力在同一條直線上，說明相互平衡的兩個力作用在同一條直線上。（3）[5]砝碼質量越大，對小車的拉力就越大，摩擦力對實驗的影響就會越小。3.（2022·江西省）疫情期間，停課不停學，某同學在媽媽的協助下，利用家中物品探究二力平衡的條件。【實驗器材】晾衣架兩個、相同的礦泉水瓶若干、小卡片若干、細線、水、剪刀等。【設計實驗】如圖1所示（1）將小卡片兩側各系一根細線，再把細線的另一端分別穿過晾衣架；（2）將兩個礦泉水瓶分別綁在細線兩端，請媽媽用兩手各提起一個晾農架，按照以下步驟進行實驗，觀察并記錄小卡片的受力及運動情況。【進行實驗】（1）如圖1所示，提起兩個裝有水量不等的礦泉水瓶；（2）如圖2所示，提起兩個裝有水量相等的礦泉水瓶，再將其中一只手逐漸放低，使小卡片傾斜至如圖3所示；（3）用剪刀把圖3中的小卡片從中間剪斷；（4）更換小卡片，重新組裝，如圖4所示，使小卡片扭轉一定的角度。實驗步驟小卡片所受二力情況小卡片的運動狀態是否改變是否作用在同一物體上大小方向是否作用在同一直線上（1）是不等相反是是（2）是相等相反是否（3）否——————（4）是相等相反①是請將表格中①的內容補充到橫線上：①______；【結論】上述實驗表明，二力平衡的條件是：作用在同一物體上的兩個力，必須大小______，方向相反，并作用在______上；【交流與評估】（1）本實驗中的晾衣架起到了改變拉力的______的作用，它類似于簡單機械中的______；（2）靜止在水平桌面上的剪刀，它受到的______力和______力是一對平衡力。【答案】①否；②相等；③同一條直線；④方向；⑤定滑輪；⑥重；⑦支持。【解析】[1]由實驗步驟（4）可知，此時兩繩子對小卡片的拉力不在同一條直線上，故可知表格中①的內容應填否。[2][3]由表中數據可知，只有實驗步驟（2）中小卡片才能保持靜止，故可知二力平衡的條件是：作用在同一物體上的兩個力，必須大小相等，方向相反，并作用在同一條直線上。（1）[4][5]由圖中可知，晾衣架將變繩子對小卡片水平方向的拉力變成了豎直方向上，所以晾衣架起到了改變拉力的方向的作用，故可知它類似與簡單機械中的定滑輪。（2）[6][7]由受力分析可知，靜止在水平桌面上的剪刀，受到向下的重力和向上的桌面的支持力，剪刀在這兩個力的作用下處于受力平衡狀態，故這兩個力是一對平衡力。4.（2021·瀘州）某實驗小組探究二力平衡條件的實驗裝置如圖所示，M為一輕薄塑料片，實驗中所用的鉤碼均為100g，不計繩重及摩擦（g取10N/kg）。（1）在圖甲的裝置中滑輪的作用是_______。（2）當左右兩端同時各掛1個鉤碼時，塑料片靜止，其左端受到的拉力F1與右端受到的拉力F2的方向_______；當左端再掛上一個鉤碼時，如圖乙所示，塑料片將做_______（選填“勻速”或“變速”）運動，此時塑料片受到的合力為_______N。（3）在圖甲實驗的基礎上，用剪刀將塑料片從中間剪斷，斷開的塑料片向兩邊加速運動，說明不任同一物體上的兩個力________平衡（選填“他”或“不能”）。【答案】改變力的方向；相反；變速；1；不能。【解析】（1）[1]在圖甲的裝置中滑輪是定滑輪，它的作用是改變力的方向。（2）[2]當左右兩端同時各掛1個鉤碼時，塑料片靜止，其左端受到的拉力F1向左，右端受到的拉力F2的方向向右，F1、F2的方向相反。[3]當左端再掛上一個鉤碼時，如圖乙所示，塑料片受到的力左側大于右側，故紙片將做變速運動；此時塑料片受到的合力為；（3）[4]在圖甲實驗的基礎上，用剪刀將塑料片從中間剪斷，斷開的塑料片各自受到同側鉤碼的拉力向兩邊加速運動，不再是平衡狀態，說明不任同一物體上的兩個力不能平衡。5.（2021·衡陽）小華同學用下面的裝置探究二力平衡的條件，具體操作如下：（1）如圖甲所示，用直徑略小于滑輪孔徑的鐵釘把三個滑輪、、分別釘在木板上，木板豎直掛起待用，用大號縫衣針把細線沿輕質塑料塊的中心軸線穿過，并在緊靠塑料塊的兩側各打一線結，使塑料塊與細線固定在一起，且塑料塊不與木板接觸。將塑料塊由靜止開始運動，實驗表明，作用在同一個物體上的兩個力，方向相反，但___________不相等，則這兩個力不平衡。（2）按住塑料塊，把跨過輪的細線移到輪上，在兩線端掛上相同質量的鉤碼，松手后塑料塊由靜止開始轉動，如圖乙所示。按住塑料塊，把跨過輪的細線移到輪上，把塑料塊轉過，松手后塑料塊由靜止開始轉動，如圖丙所示。由此表明，作用在同物體上的兩個力，如果僅僅大小相等，方向成某一角度或方向相反但___________，這兩個力不平衡。（3）在探究同一問題時，另一同學將木塊放在水平桌面上，設計了如圖丁所示的實驗，同學們認為小華的實驗優于此實驗，其主要原因是___________。A．塑料塊容易扭轉B．塑料塊是比較容易獲取的材料C．減少了摩擦力對實驗結果的影響【答案】大小；不在同一直線上；C。【解析】（1）[1]由圖甲知道，作用在同一個物體上的兩個力大小等于鉤碼的重力，方向相反，由于大小不相等，物體不能處于平衡態，所以，這兩個力不平衡。（2）[2]由圖乙、丙知道，兩個大小相等，方向成某一角度或方向相反但不在同一直線上的力作用下，物體不能處于平衡態，即這兩個力不是平衡力。（3）[3]兩圖相比知道，甲圖可減小摩擦力對實驗的影響，故選C。6.（2020·常德）在探究“二力平衡條件”的實驗中，實驗裝置如圖所示。（1）實驗時，向左盤和右盤同時放入等重的砝碼，這時木塊保持靜止，說明一對平衡力的_______________；但小明在實驗時發現，若向左盤和右盤同時放入不等重的砝碼時木塊仍然保持靜止，則產生這一現象的原因是：_______________。（2）現保持F1和F2相等，將木塊換成小車，然后扭轉一定角度，松手后，小車將_______________，設計這一步驟的目的是為了驗證二力平衡時的兩個力一定_______________。（3）如果將木塊換成彈簧測力計，左右兩盤各放入重5N的砝碼，則彈簧測力計的示數為_______________。A.10NB.5NC.0N【答案】(1)大小相等；木塊與桌面間存在摩擦力；(2)轉動回來；在同一條直線上；（3）B。【解析】(1)左盤和右盤同時放入等重的砝碼，則木塊左右兩邊所受的的拉力的大小相等，能處于靜止狀態，所以能說明一對平衡力的大小相等。小明在實驗時，放入左右盤的砝碼并不等重，但木塊仍能保持靜止，時因為木塊與桌面之間有摩擦力，所以木塊所受的左右兩個拉力大小不等，但由于摩擦力的影響，還是能處于平衡狀態。(2)將木塊換成小車后，小車與桌面的摩擦力較小，小車所受的兩個拉力大小雖然相等，但兩個拉力的方向不在同一條直線上，于是兩個拉力讓小車轉回原位，所以二力平衡時，兩個力大小要相等，方向也需要在同一條直線上。（3）把木塊換成彈簧測力計后，在左右盤中放入5N的砝碼，則彈簧測力計所受到的拉力為5N，所以其示數也為5N，B選項正確。7.（2020·銅仁）小明在探究“二力平衡”條件的實驗中，設計了如圖所示的兩種實驗方案。(1)通過實驗比較，小明發現采用方案乙，實驗效果更好，原因是________________。(2)該實驗裝置中，木板兩端的定滑輪的作用是________________________________。(3)保持兩盤中砝碼質量相等，把小車在水平桌面上扭轉一個角度，放手后觀察到小車轉動，最后恢復到靜止狀態。這個實驗現象說明:作用在同一物體上的兩個力，大小相等，方向相反，并且________________________________，這兩個力才能彼此平衡。(4)小明在探究完“二力平衡”條件的實驗后，又利用該裝置進行探究，剪斷小車左邊的細線后，小車由靜止向右運動，此現象說明力可以改變物體的________________________________。【答案】（1）滾動摩擦力小于滑動摩擦力，減小了摩擦力對實驗的影響；（2）能改變作用力的方向；（3）作用在同一條直線上；（4）運動狀態。【解析】(1)通過實驗比較，小明發現采用方案乙，實驗效果更好，原因是滾動摩擦力小于滑動摩擦力，減小了摩擦力對實驗的影響；(2)該實驗裝置中，木板兩端的定滑輪的作用是能改變作用力的方向；(3)保持兩盤砝碼質量相等(即讓兩邊的拉力相等),把木塊扭轉一個角度,使拉力F1和F2不再同一條直線上,觀察到木塊發生轉動,當木塊重新恢復到原來的靜止狀態時,拉力F1和F2作用在同一條直線上；這個實驗現象說明：作用在同一物體上的兩個力，大小相等，方向相反，并且作用在同一條直線上，這兩個力才能彼此平衡。(4)小明在探究完“二力平衡”條件的實驗后，又利用該裝置進行探究，剪斷小車左邊的細線后，小車由靜止向右運動，小車受力不再平衡，此現象說明力可以改變物體的運動狀態。B組（限時針對訓練）1．某實驗小組探究二力平衡條件的實驗裝置如圖所示，M為一輕薄塑料片，實驗中所用的鉤碼均為100g，不計繩重及摩擦（g取10N/kg）。

（1）在圖甲的裝置中滑輪的作用是_______。（2）當左右兩端同時各掛1個鉤碼時，塑料片靜止，其左端受到的拉力F1

與右端受到的拉力F2

的方向_______；當左端再掛上一個鉤碼時，如圖乙所示，塑料片將做_______（選填“勻速”或“變速”）運動，此時塑料片受到的合力為_______N。（3）在圖甲實驗的基礎上，用剪刀將塑料片從中間剪斷，斷開的塑料片向兩邊加速運動，說明不在同一物體上的兩個力________平衡（選填“能”或“不能”）。【答案】改變力的方向；相反；變速；1；不能。【解析】（1）在圖甲的裝置中滑輪是定滑輪，它的作用是改變力的方向。（2）當左右兩端同時各掛1個鉤碼時，塑料片靜止，其左端受到的拉力F1向左，右端受到的拉力F2的方向向右，F1、F2的方向相反。當左端再掛上一個鉤碼時，如圖乙所示，塑料片受到的力左側大于右側，故紙片將做變速運動；此時塑料片受到的合力為（3）在圖甲實驗的基礎上，用剪刀將塑料片從中間剪斷，斷開的塑料片各自受到同側鉤碼的拉力向兩邊加速運動，不再是平衡狀態，說明不任同一物體上的兩個力不能平衡。2.在“探究二力平衡的條件”實驗中：(1)如圖甲所示，甲同學將系于小卡片(重力可忽略不計)

兩端的線分別跨過左右支架上的滑輪，在線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個拉力方向__________，兩端所掛鉤碼質量相等時，小卡片才能保持靜止，說明平衡的兩個力大小____________；(2)當小卡片平衡時，甲同學將小卡片轉過一個角度，松手后瞬間小卡片_______(選填“能”或“不能”)平衡，設計此實驗步驟的目的是為了探究______________；(3)若乙同學在左右支架上裝配兩個滑輪時沒有安裝成相同高度(如圖乙所示)，你認為_____(選填“能”或“不能”)

用該裝置進行實驗；丙同學設計了如圖丙所示實驗方案，同學們認為該方案沒有甲同學的好，主要原因是丙同學的實驗___________。【答案】相反；相等；不能；不在同一條直線上的兩個力是否平衡；能；實驗用的木塊放在水平桌面上，木塊和桌面之間的摩擦力較大，摩擦力對實驗結果的影響較大。【解析】(1)[1]小卡片兩端通過滑輪各掛一個鉤碼，兩個鉤碼由于重力通過繩子對小卡片施加了兩個向相反方向的拉力。[2]該實驗是通過調整鉤碼個數來改變拉力大小的，當兩端所掛鉤碼質量相等時說明小卡片受到的力大小相等，小卡片才能保持靜止，說明平衡的兩個力大小相等。由于小卡片的質量較小，所以實驗中選擇小卡片的目的是不考慮小卡片的重力。(2)[3]要探究一對平衡力在同一直線上，可將小卡片轉過一個角度，使小卡片兩端的拉力不在一條直線上，觀察小卡片不能平衡。因為小卡片由靜止開始運動了，運動狀態發生改變了。[4]小卡片轉過一個角度，小卡片受到的兩個力就不在同一條直線上了，所以設計此實驗步驟的目的是為了探究不在同一條直線上的兩個力是否平衡。(3)[5]圖乙中，兩個定滑輪的位置雖然不等高，但是當兩個力大小相等、方向相反、作用在同一直線上、作用在同一個物體上時，小卡片還是處于靜止狀態，照樣能完成實驗。[6]甲同學實驗用的小卡片重力小，懸在空中時繩子與滑輪間的摩擦力較小；丙同學實驗用的木塊放在水平桌面上，木塊和桌面之間的摩擦力較大，摩擦力對實驗結果的影響較大，所以甲同學的實驗優于丙同學的實驗。3.如圖甲是小華同學探究二力平衡條件時的實驗情景。（1）小華將系于小卡片兩對角的線分別跨過左右支架上的滑輪，在線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個拉力方向__________，并通過調整____________來改變拉力的大小；（2）當小卡片平衡時，小華將小卡片轉過一個角度，松手后小卡片________（能/不能）平衡。設計此實驗步驟的目的是為了探究二力平衡時，兩個力必須滿足___________________的條件；（3）為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，小華下一步的操作是

將卡片_________；（4）在探究同一問題時，小明將木塊放在水平桌面上，設計了如圖乙所示的實驗，同學們認為小華的實驗優于小明的實驗，其主要原因是能減少木塊受到的_____________對實驗的影響；（5）小華在探究活動結束后想到物體的平衡狀態包括靜止和勻速直線運動狀態，那如何探究物體做勻速直線運動時的二力平衡條件呢？小明提出了自己的實驗方案：用彈簧測力計拉著鉤碼在________（水平方向/豎直方向/任意方向）做勻速直線運動，根據觀察到彈簧測力計的讀數________________的現象，可以得出結論：物體靜止時的二力平衡條件同樣適用于物體處于勻速直線運動狀態。【答案】相反；鉤碼的數量；不能；作用在同一條直線上；剪成兩半；摩擦力；豎直方向；不變。【解析】因為力的三要素為大小、方向、作用點，要探究二力平衡的條件，就要圍繞著這三個因素分別進行，分別通過改變力的大小、方向、作用點，觀察研究對象能否保持平衡，以及在什么情況下保持平衡，保持平衡時力的大小、方向、作用點有何特點，從而得出二力平衡條件；實驗中卡片受到的拉力大小是通過改變鉤碼的重力，改變作用給繩子的拉力大小的，所以改變鉤碼的數量可以改變拉力大小；小華將小卡片轉過一個角度，松手后小卡片不能平衡．而平衡時，兩邊的繩子又在一條直線上，說明了兩個力平衡必須滿足“作用在同一條直線上“的條件；由于我們研究的是二力平衡的條件，所以要盡量減小其他力的影響．小明將木塊放在水平桌面上時，木塊受到桌面的摩擦力較大，對實驗的影響較大，所以不如小華的科學；靜止和勻速直線運動是平衡狀態的兩種形式，二力平衡條件適用。4.在探究“二力平衡的條件”的實驗中，小明同學采用的實驗裝置如圖甲所示。(1)實驗時小明發現左右兩側懸掛砝碼質量不等時木塊也能平衡，其原因是______。(2)經過思考后，小明采用如圖乙所示裝置繼續實驗，該方案中由于_____，故小卡片的重力可以忽略不計。(3)為了驗證“使物體平衡的兩個力必須在同一直線上”，小明在圖乙所示實驗的基礎上又分別進行了圖丙、圖丁所示操作，其中操作______（丙/丁/丙和丁都）是正確的。(4)小明最后將小卡片用剪刀剪斷（分為左右兩半），這是為了驗證______。【答案】木塊與桌面摩擦力的影響；卡片的重力遠小于鉤碼的重力；丙；作用在不同物體上的兩個力是否平衡。【解析】(1)[1]實驗時小明發現左右兩側懸掛砝碼質量不等時木塊也能平衡，是因為物體還受其它力的影響，這個力是木塊受到的桌面對它的摩擦力。(2)[2]根據題意知道，圖乙是最終確認的實驗方案，此方案中，由于卡片的重力遠小于鉤碼的重力，可以忽略不計。(3)[3]為探究不在同一直線上的兩個力是否能平衡，可用手將卡片轉過一定角度，并保持兩個拉力方向相反，松開手后觀察小卡片能否平衡，故丙正確。丁中雖然兩個力不在同一條直線上，但沒有控制兩個力的方向相反，故丁錯誤。(4)[4]將小卡片用剪刀剪斷，使兩個力作用在兩個物體上，為了驗證作用在不同物體上的兩個力是否平衡。5.在探究“二力平衡的條件”的實驗中，小燕同學采用的實驗裝置如圖甲所示，小彤同學采用的實驗裝置如圖乙所示。（1）當圖甲中木塊處于靜止狀態或_____________狀態時，它受到的力是平衡的。（2）甲圖中木塊靜止時，左右兩盤總重_________相等（選填“可能”或“一定”），為了完成該實驗，這兩個實驗裝置中，你認為裝置______（選填“甲”或“乙”）更科學，理由是_______。（3）在裝置乙中，將小車旋轉一定角度，松手后，發現小車旋轉后又恢復原狀．這說明兩個力必須滿足作用在同一__________上，物體才能平衡。【答案】（1）勻速直線運動；（2）可能乙變滑動摩擦力為滾動摩擦力，減小摩擦力的影響；（3）直線。【解析】（1）物體處于靜止狀態或勻速直線運動狀態時，物體受到平衡力的作用；（2）甲圖中木塊靜止時，左右兩盤總重不一定相等，因為木塊和桌面之間可能有摩擦力的作用；乙裝置更合理，物體與桌面的摩擦由滑動摩擦變為更小的滾動摩擦，減小摩擦對實驗的影響；（3）用手將木塊扭轉一個角度，這樣兩個力不在同一直線上，木塊將無法在這個位置平衡，松手后，發現小車旋轉后又恢復原狀，說明兩個力必須滿足兩個力在一條直線上。6．利用如圖所示器材“探究二力平衡的條件”。先將細線系于卡片對角的線分別跨過支架上的滑輪。（1）在線的兩端分別掛上鉤碼，使作用在卡片上的兩個拉力方向相反，且在一條直線上。當卡片平衡時，卡片兩邊所受的拉力______；（2）為觀察不在同一直線上的兩個力是否能平衡，可用手將卡片______（擠壓/翻轉/旋轉），釋放時觀察其是否保持平衡；（3）在卡片平衡時，用剪刀將卡片從中間剪開，并觀察隨之發生的現象。由此可以得到二力平衡的又一個條件是______；（4）該實驗在選擇卡片時，選用較輕卡片的目的是______；（5）小明利用彈簧測力計代替圖中的鉤碼進行了探究，發現兩個力的大小還有較小的差異，你認為形成差異的原因是______。（寫出一條即可）【答案】相等；旋轉；兩個力必須在同一物體上；忽略卡片重力對實驗的影響；繩子與滑輪間有摩擦。【解析】（1）[1]保持兩個拉力在同一直線上、方向相反，調整細線兩端的鉤碼，當兩端鉤碼的質量相等時，對小卡片的拉力相等，小卡片平衡。（2）[2]為觀察不在同一直線上的兩個力是否能平衡，可用手將卡片扭轉一定角度，此時兩個拉力不在同一直線上，再觀察卡片剛釋放時能否平衡。（3）[3]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。（4）[4]由于小卡片的質量很小，重力遠小于卡片受到的拉力，所以選用輕質小卡片目的是忽略卡片重力對實驗的影響。（5）[5]彈簧測力計使用前沒有校零、讀數存在誤差、繩子與兩滑輪間摩擦不同等原因，都可能造成兩個力的大小有較小的差異。7.在“探究二力平衡條件”的活動中，通過探究力對物體的作用效果來實現探究目的．（1）如圖，甲裝置是探究二力平衡條件的一種方法，實驗中通過改變砝碼的__________來探究二力大小的關系；通過扭轉小車松手后觀察小車的狀態，來探究二力是否________________________。（2）小明發現用圖甲裝置無法完成全部探究過程，又設計了圖乙所示的裝置．在卡片平衡時，用剪刀將卡片從中間剪開，并觀察隨之發生的現象，由此可以得到二力平衡的又一個條件_________________。把硬紙板支撐起來，不再與桌面接觸的目的是________________________。【答案】（1）質量；在同一條直線上；（2）作用在同一物體上；減小摩擦（力）對實驗的影響。【解析】（1）甲裝置實驗中通過改變砝碼質量來改變對小車拉力的大小，所以可探究二力平衡與二力大小的關系；保持兩邊力相等，用手將小車扭轉一個角度后松手，小車不能處于靜止狀態，要發生轉動，可以探究二力平衡二力是否必須作用在同一條直線上；（2）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，所以兩側鉤碼落下，說明二力平衡的又一個條件是兩個力必須在同一物體上；把硬紙板支撐起來，不再與桌面接觸，硬紙板與桌面間就不存在摩擦力，即減小了摩擦力對實驗的影響。8.如圖甲是小明同學探究二力平衡條件時的實驗情景。(1)小明在實驗中選擇小卡片的目的是為了忽略小卡片的對實驗的影響。(2)要驗證作用在小卡片的“兩個大小相等、方向相反，但不作用在同一直線的力”是否平衡，實驗中的操作是將小卡片（選填“翻轉”或“扭轉”），松手后觀察小卡片是否平衡。(3)當小卡片處于平衡狀態時，若用剪刀將小卡片剪成兩半，再觀察兩半小卡片是否平衡，這樣做是為了驗證二力平衡時兩個力必須。(4)在探究同一問題時，小華將木塊放在水平桌面上，設計了如圖乙所示的實驗，老師認為還是小明的方案更好，小華的方案存在的缺陷是對實驗的影響較大。【答案】重力；扭轉；作用在同一物體上；木塊與桌面間的摩擦力。【解析】(1)[1]因為小卡片的重量很小，幾乎可以忽略不計。(2)[2]要驗證作用在小卡片的“兩個大小相等、方向相反，但不作用在同一直線的力”是否平衡，可以通過扭轉卡片，使兩個力不在同一直線上，松手后觀察小卡片是否平衡。(3)[3]若用剪刀將小卡片剪成兩半，則小卡片變成了兩個物體，為的是驗證二力平衡時兩個力必須作用在同一物體上。(4)[4]小明同學設計的實驗將卡片懸在了空中，不會受到摩擦力的影響，而小華將木塊放在水平桌面上，小木塊與水平桌面的摩擦力會對實驗產生較大的影響，故小明的方案更好。9.某實驗小組探究二力平衡條件的實驗裝置如圖所示，M為一輕薄塑料片，實驗中所用的鉤碼均為100g，不計繩重及摩擦（g取10N/kg）。（1）在圖甲的裝置中滑輪的作用是_______。（2）當左右兩端同時各掛1個鉤碼時，塑料片靜止，其左端受到的拉力F1與右端受到的拉力F2的方向_______；當左端再掛上一個鉤碼時，如圖乙所示，塑料片將做_______（選填“勻速”或“變速”）運動，此時塑料片受到的合力為_______N。（3）在圖甲實驗的基礎上，用剪刀將塑料片從中間剪斷，斷開的塑料片向兩邊加速運動，說明不在同一物體上的兩個力________平衡（選填“能”或“不能”）。【答案】改變力的方向；相反；變速；1；不能。【解析】（1）在圖甲的裝置中滑輪是定滑輪，它的作用是改變力的方向。（2）當左右兩端同時各掛1個鉤碼時，塑料片靜止，其左端受到的拉力F1向左，右端受到的拉力F2的方向向右，F1、F2的方向相反。當左端再掛上一個鉤碼時，如圖乙所示，塑料片受到的力左側大于右側，故紙片將做變速運動；此時塑料片受到的合力為（3）在圖甲實驗的基礎上，用剪刀將塑料片從中間剪斷，斷開的塑料片各自受到同側鉤碼的拉力向兩邊加速運動，不再是平衡狀態，說明不任同一物體上的兩個力不能平衡。10.在“探究二力平衡的條件”實驗中：(1)如圖甲所示，甲同學將系于小卡片(重力可忽略不計)兩端的線分別跨過左右支架上的滑輪，在線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個拉力方向__________，兩端所掛鉤碼質量相等時，小卡片才能保持靜止，說明平衡的兩個力大小____________；(2)當小卡片平衡時，甲同學將小卡片轉過一個角度，松手后瞬間小卡片_______(選填“能”或“不能”)平衡，設計此實驗步驟的目的是為了探究______________；(3)若乙同學在左右支架上裝配兩個滑輪時沒有安裝成相同高度(如圖乙所示)，你認為_____(選填“能”或“不能”)用該裝置進行實驗；丙同學設計了如圖丙所示實驗方案，同學們認為該方案沒有甲同學的好，主要原因是丙同學的實驗___________。【答案】相反；相等；不能；不在同一條直線上的兩個力是否平衡；能；實驗用的木塊放在水平桌面上，木塊和桌面之間的摩擦力較大，摩擦力對實驗結果的影響較大。【解析】(1)[1]小卡片兩端通過滑輪各掛一個鉤碼，兩個鉤碼由于重力通過繩子對小卡片施加了兩個向相反方向的拉力。[2]該實驗是通過調整鉤碼個數來改變拉力大小的，當兩端所掛鉤碼質量相等時說明小卡片受到的力大小相等，小卡片才能保持靜止，說明平衡的兩個力大小相等。由于小卡片的質量較小，所以實驗中選擇小卡片的目的是不考慮小卡片的重力。

(2)[3]要探究一對平衡力在同一直線上，可將小卡片轉過一個角度，使小卡片兩端的拉力不在一條直線上，觀察小卡片不能平衡。因為小卡片由靜止開始運動了，運動狀態發生改變了。[4]小卡片轉過一個角度，小卡片受到的兩個力就不在同一條直線上了，所以設計此實驗步驟的目的是為了探究不在同一條直線上的兩個力是否平衡。(3)[5]圖乙中，兩個定滑輪的位置雖然不等高，但是當兩個力大小相等、方向相反、作用在同一直線上、作用在同一個物體上時，小卡片還是處于靜止狀態，照樣能完成實驗。[6]甲同學實驗用的小卡片重力小，懸在空中時繩子與滑輪間的摩擦力較小；丙同學實驗用的木塊放在水平桌面上，木塊和桌面之間的摩擦力較大，摩擦力對實驗結果的影響較大，所以甲同學的實驗優于丙同學的實驗。11.實驗小組要探究“二力平衡條件”．實驗中每個鉤碼重力相同，摩擦力忽略不計．(1)如圖甲裝置，當左右兩端同時各掛兩個鉤碼時，小車靜止，此時F1、F2的方向______，大小______；當左右兩端同時取下一個鉤碼時，如圖乙，小車仍靜止，此時F3______F4；當右端再掛上一個鉤碼時，如圖丙，小車將做變速運動，此時F5______F6。(2)在圖甲實驗的基礎上，將小車扭轉一個角度，松手后，觀察小車的情況，這樣做可以探究的問題是_________________。(3)對比甲、乙、丙三次實驗，當小車靜止時，水平方向上受到兩個力的大小關系為______；還能看出小車受非平衡力作用時，運動狀態將______。【答案】相反；相等；等于；小于；作用在同一物體上但不在同一直線上的兩個力，能否平衡；相等；改變。【解析】實驗中當左右兩端同時個掛兩個鉤碼時，小車靜止，此時F1、F2的方向相反，因拉力大小等于鉤碼重力大小，故大小相等；當左右兩端同時取下一個鉤碼時，鉤碼重力仍相等，故此時F3等于F4；當右端再掛上一個鉤碼時，因兩個鉤碼重力大于一個鉤碼重力，故此時F5小于F6；在圖甲實驗的基礎上，將小車扭轉一個角度，此時兩力不在同一直線上，松手后，可以探究同時作用在小車上，不在同一直線上的兩個力，能否平衡．對比甲、乙、丙三次實驗，當小車靜止時，水平方向上受到兩個力的大小相等，當小車受到大小不等兩個力時，即非平衡力作用時，運動狀態將發生改變。12.如圖甲所示是小華同學探究二力平衡條件時的實驗情景。（1）實驗中的研究對象是________（選填“卡片”或“鉤碼”），通過調整________來改變拉力的大小。（2）當小卡片平衡時，小華將小卡片轉過一個角度，松手后小卡片________（能/不能）平衡，設計此實驗步驟的目的是為了探究________。（3）為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，在圖甲所示情況下，小華下一步的操作是________。（4）小紅同學也對同一問題進行了探究，但他在左右支架上裝配兩個滑輪時沒有安裝成相同高度（如圖乙所示），你認為能否用小紅的裝置進行實驗________（選填“能”或“不能”）。（5）在探究同一問題時，小明將木塊放在水平桌面上，設計了如圖丙所示的實驗，同學們認為小華的實驗優于小明的實驗。其主要原因是________。A．減少摩擦力對實驗結果的影響B．小卡片是比較容易獲取的材料C．容易讓小卡片在水平方向上保持平衡D．小卡片容易扭轉【答案】（1）卡片；鉤碼的數量；（2）不能；不在同一直線上的兩個力是否平衡；（3）用剪刀將卡片剪成兩半；（4）能；（5）A。【解析】（1）圖甲中的研究對象是小卡片，實驗中拉力的大小是通過鉤碼的數量來反映的；（2）小卡片轉過一個角度，小卡片兩端的拉力就不在一條直線上，紙片就會轉動，說明了不在同一直線上的兩個力不能平衡；（3）為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，則小卡片上受到的兩個拉力應分別作用在兩個物體上，所以下一步的操作是：將卡片從中間剪開；（4）因為左右兩側各通過一個定滑輪，定滑輪的位置雖然不等高，但是當兩個力大小相等，方向相反，作用在同一直線上，作用在同一個物體上時，小卡片還是處于靜止狀態，照樣能完成實驗；（5）小華實驗用的小卡片重力小，懸在空中不受摩擦力影響；小明實驗用的木塊放在水平桌面上，木塊和桌面之間存在摩擦力，摩擦力是不能消除的，實驗要受到摩擦力影響。所以還是小華的實驗方案好，故選A。13.如圖甲是小華同學探究二力平衡條件時的實驗情景。（1）小華將系于小卡片（重力可忽略不計）兩對角的線分別跨過左右支架上的滑輪，在線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個拉力方向，并通過調整來改變拉力的大小。（2）當小卡片平衡時，小華將小卡片轉過一個角度，松手后小卡片（選填“能”或“不能”）平衡．設計此實驗步驟的目的是為了探究。（3）為