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人教版物理八下重难点突破：探究二力平衡条件实验
一、实验探究题
1．（2022八下·沈河期末）在“探究二力平衡的条件”的实验中，如图所示，左右两盘放质量相等的砝码，小车保持静止。
（1）把小车放在较 （填“光滑”或“粗糙”）的水平桌面上，对得出实验结论更有利；
（2）将两个托盘放到同一侧，放手后小车将运动，这说明彼此平衡的两个力 。
【答案】（1）光滑
（2）方向相反
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）把小车放在较光滑的水平桌面上，小车受到的摩擦力越小，摩擦力对实验的影响越小，对得出实验结论更有利。
（2）将两个托盘放到同一侧，两个力方向相同，小车将运动，处于非平衡状态，说明彼此平衡的两个力方向相反。
【分析】（1）探究二力平衡条件时，物体受到的摩擦力越小，对实验的影响越小；
（2）二力平衡时，两个力方向相反。
2．（2022八下·长春期末）某实验小组利用如图甲所示的实验装置做“探究二力平衡的条件”实验。
（1）实验时应选择较 （选填“光滑”或“粗糙”）的实验桌面；
（2）图中定滑轮的作用是 。小车静止，此时F1、F2的大小 ，方向 ；
（3）在图甲实验的基础上，将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动状态，这样做是为了探究两个平衡的力是否作用在 。
【答案】（1）光滑
（2）改变力的方向；相等；相反
（3）同一的直线上
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）本实验中，是研究作用在小车上的拉力对小车运动状态的影响，桌面对小车的摩擦力会干扰到实验结果，所以要尽量减小，选择光滑的实验桌面可以达到这一目的。
（2）图中的定滑轮可以改变力的方向，这样就可以将拉力转化为易于测量的钩码重。图中，两个钩码的重力相同，所以左右两侧细绳对小车的拉力F1、F2大小相等，拉力F1方向向左，拉力F2方向向右，故它们方向相反。
（3）在图甲实验的基础上，将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，导致F1、F2不在同一直线上，此时两个力仍是大小相等、方向相反，故研究的是作用在不同直线上的两个力能否平衡。
【分析】（1）选择光滑的实验桌面可以减小桌面对小车的摩擦力对实验结果的干扰；
（2）定滑轮可以改变力的方向，相互平衡的两个力大小相等，方向相反；
（3）两个力仍是大小相等、方向相反，研究的是作用在不同直线上的两个力能否平衡。
3．（2022八下·新会期末）物理兴趣小组的同学们利用如图所示的装置进行“二力平衡条件”的探究：
（1）小组利用图甲的装置进行探究，桌面两侧的定滑轮可起到 的作用；
（2）小组将相同质量的砝码放在左右两盘后，把小车转过一个角度，然后松手，观察到小车转动一定角度后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在 才能平衡；
（3）某次实验中，当左盘砝码质量大于右盘时，小车两边的拉力大小 （选填“相等”或“不相等”），但小车仍处于静止状态。此时小车受到的 （选填“是”或“不是”）平衡力，产生这一现象的原因可能是小车受到 的影响；
（4）为尽量减少以上影响，小敏提出将甲装置中的小车换成小卡片，如图乙所示。为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，小敏下一步操作是____：
A．左右各加一个钩码
B．把卡片剪成两半
C．把卡片扭转一个角度
（5）如果将小车换成轻质弹簧测力计，如图丙所示，在左右两盘各放入重4N的砝码，忽略盘重和绳重，则弹簧测力计的示数为 N。
【答案】（1）改变力的方向
（2）同一条直线上
（3）不相等；是；摩擦力
（4）B
（5）4
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）根据定滑轮的特点可知，定滑轮可以改变力的方向，在本实验中，桌面两侧的定滑轮利用的就是这一特点。
（2）将相同质量的砝码放在左右两盘后，这是保证力的大小相同；把小车转过一个角度，这改变了力的方向，使小车在水平方向上的两个力不在同一条直线上；然后松手，观察到小车转动一定角度后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在同一条直线上才能平衡。
（3）在本实验中，对小车的水平拉力是由砝码的重力提供的，所以当左盘砝码质量大于右盘时，根据G=mg可知，小车两边的拉力大小不相等。
由题意可知，小车处于静止状态，即平衡状态，所以此时小车受到的是平衡力，又因为小车两边的拉力大小不相等，所以小车在水平方向上受到两个拉力和桌面对小车的摩擦力，这三个力的合力为0，所以产生这一现象的原因可能是小车受到摩擦力的影响。
（4）A．左右各加一个钩码，改变的是拉力的大小，此时两个拉力仍作用在同一物体上，所以这并不能验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，A不符合题意；
B．把卡片剪成两半，此时两个拉力作用在不同的物体上，然后观察两个更小的卡片是否平衡，所以这可以验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，B符合题意；
C．把卡片扭转一个角度，改变的是拉力的方向，此时两个拉力仍作用在同一物体上，所以这并不能验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，C不符合题意。
故答案为：B。
（5）将小车换成轻质弹簧测力计，如图丙所示，在左右两盘各放入重4N的砝码，忽略盘重和绳重，此时弹簧受到的拉力为4N，所以弹簧测力计的示数为4N。
【分析】（1）定滑轮可以改变力的方向；
（2）探究二力平衡时，扭转物体，可以探究二力平衡时是否在同一直线上；
（3）根据物体两侧钩码的不同，可以判断受力不同；静止的物体受到平衡力的作用；物体有运动趋势时，产生静摩擦力；
（4）探究二力平衡时，是否在同一物体上，可以将物体断开进行实验；
（5）根据弹簧挂钩上的拉力，可以判断弹簧测力计的示数。
4．（2022八下·宝安期末）在探究“二力平衡的条件”实验中，小明采用的实验装置如图甲所示（中间是小木块）。
（1）小明在实验过程中，将两个50g的砝码分别放在左右两个相同的小盘内，发现木块处于静止状态，接着，他在右边小盘内又加入一个5g的砝码，发现木块仍然静止，其原因是是木块受 影响；
（2）小红用图乙中所示的小车替换木块进行实验，将小车旋转一定角度后松手，发现小车会恢复原状，这说明两个力必须作用在同一 （选填“物体”或“直线”）上，小车才能平衡；
（3）接着，小刚用图丙中所示的轻质硬纸板替换木块进行实验，你认为 的方案最好，原因是 ；
（4）利用图丁装置 （选填“能”或“不能”）探究二力平衡的条件；
（5）若将图乙的小车换成如图戊所示的弹簧测力计，左右两侧各悬挂重5N的砝码，则弹簧测力计示数为 N。
【答案】（1）摩擦力
（2）直线
（3）丙；避免了摩擦力对实验的影响
（4）能
（5）5
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）两个砝码质量相等挂在左右两边，木块处于静止状态；在右边小盘内又加入一个5g的小砝码后，此时木块受到右边的拉力大于左边的拉力，此时木块相对于桌面有向右运动的趋势，因此桌面与木块之间产生了静摩擦力，这个摩擦力对实验造成了影响，木块处于静止状态，说明小木块水平方向上受到的力平衡。
（2）用小车替换木块进行实验，将小车旋转一定角度后松手，两个力不在同一直线上，小车不能保持平衡状态，会转回到原位置，这说明相互平衡的两个力必须作用在同一直线上。
（3）甲、乙、丙三个实验方案中，甲方案，木块与桌面件的摩擦力会对实验产生影响；乙方案，小车与桌面之间的摩擦力小于甲方案中木块与桌面的摩擦力，但仍会对实验产生影响；丙方案，避免了摩擦力对实验的影响，因此丙方案最好。
（4）丁方案，左右两侧各固一个定滑轮，定滑轮的位置虽然不等高，但是当两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在同一物体上时，小卡片处干静止状态，还能够探究二力平衡的条件。
（5）若将图乙的小车换成如图戊所示的弹簧测力计，左右两侧各悬挂重5N的砝码，弹簧测力计示数为钩码对弹簧测力计的拉力，弹簧测力计对钩码的拉力与钩码对弹簧测力计的拉力是一对相互作用力，大小相等；而弹簧测力计对钩码的拉力与钩码受到的重力是一对平衡力，大小相等，因此钩码对弹簧测力计的拉力等于钩码的重力，大小为5N，则弹簧测力计示数为5N。
【分析】（1）静止的物体受到平衡力的作用，当拉力不同时，物体有运动趋势，产生摩擦力；
（2）物体扭转后不在同一直线上，物体不能平衡；
（3）减小物体和接触面的摩擦力，可以减小摩擦力对实验的影响；
（4）当物体受到的力在在水平方向，可以探究二力平衡的条件；
（5）二力平衡时，力的大小相等；弹簧测力计的指针表示挂钩上拉力的大小。
5．（2022八下·合江期末）在“探究二力平衡的条件”实验中，小明使用了如图所示的装置，把轻卡片两端细线绕过滑轮，并挂上钩码。
（1）该实验在选择卡片时，选用较轻卡片的目的是 ；
（2）探究二力平衡时两个力的大小关系，通过比较 得出结论。
（3）为了探究二力平衡时两个力是否在同一条直线上，应进行如下操作： （选填“向下拉”、“翻转”或“旋转”）轻卡片，松手后观察轻卡片是否平衡。
（4）如果没有摩擦等因素的影响，用手指水平向右轻弹一下原本静止在滑轮之间某处的轻卡片（钩码始终未接触桌面），则轻卡片离开手指后将做 （选填“加速”、“减速”或“匀速”）直线运动，直至碰上右侧的滑轮。
【答案】（1）消除卡片重力对实验的影响
（2）（细线两端所挂）钩码的个数
（3）旋转
（4）匀速
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1)本实验研究的是物体在水平方向受到两个力的关系，选择卡片可以减小重力带来的影响，所以选择轻卡片的目的是消除卡片重力对实验的影响。
(2)卡片受到的拉力等于钩码的重力，钩码的重力大小可通过钩码的个数来比较，所以探究二力平衡时两个力的大小关系，通过比较细线两端所挂钩码的个数得出结论。
(3)为了探究二力平衡时两个力是否在同一条直线上，应保证方向相反，使小卡片转过一个角度，所以应旋转轻卡片。
(4)如果没有摩擦等因素的影响，用手指水平向右轻弹一下原本静止在滑轮之间某处的轻卡片，轻卡片会向右运动，手不施力后，它受到平衡力，会继续继续保持匀速直线运动状态。
【分析】（1）探究二力平衡条件时，利用卡片可以减小物体重力对实验的影响；
（2）通过改变钩码个数，可以探究二力平衡时，力的大小关系；
（3）探究二力平衡时，两个力是否在同一直线上，可以将卡片扭转后观察；
（4）受到平衡力的运动的物体，做匀速直线运动。
6．（2022八下·宝应期末）在"探究二力平衡条件"的实验中，小明设置的实验装置如图甲所示。
（1）现保持 F1与 F2大小相等，将木块换成小车，然后扭转一个角度，松手后，小车将发生转动，据此可以得出二力平衡时需要满足的一个条件 ；
（2）若将木块换成弹簧测力计，左右两盘各放入重为 5N 的砝码，则弹簧测力计的示数为____。（不计托盘、细绳的质量和滑轮摩擦）
A．10N B．5N C．0N
（3）在探究同一问题时，小红设计了如图乙所示的实验，同学们认为小红的实验优于小明的甲实验。其主要原因是____。
A．小卡片容易扭转
B．小卡片是比较容易获取的材料
C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D．减小摩擦力对实验结果的影响
（4）利用图丙装置 （能/不能）探究二力平衡的条件。
（5）小华认为，若采用如图丁的方案，必须测出物体所受的拉力和 的大小来进行比较。研究发现，在小华的方案中，只能根据相互作用的关系直接测出 的大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一个力无法直接测量，所以此方案无法实施。
【答案】（1）作用在同一直线上
（2）B
（3）D
（4）能
（5）重力；拉力
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）将小车转动一个角度，那么两个力不在同一直线上，小车将转动回来，说明一对平衡力需在同一直线上，因此实验中设计这一步骤的目的是为了验证二力平衡时的两个力一定在同一直线上。
（2）弹簧测力计的示数等于挂钩上受到的力，弹簧测力计左右两盘各放入重5N的砝码，即弹簧测力计挂钩上受到了5N的拉力，所以弹簧测力计的示数为5N。
（3）小红实验用的小卡片重力小，悬在空中不受桌面对它的摩擦力影响，小明实验用的木块放在水平桌面上，木块和桌面之间存在摩擦力，摩擦力是不能消除的，实验要受到摩擦力影响，所以还是小红的实验方案好，故答案为：D。
（4）丙中左右两侧各通过一个定滑轮，定滑轮的位置虽然不等高，但是当两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、并且作用在同一个物体上时，小卡片还是处于静止状态，一样能完成实验。
（5）因为物体处于静止状态时受到的重力和拉力是一对平衡力，所以采用如图丁的方案探究二力平衡的条件，必须测出物体所受的重力和拉力。
弹簧测力计显示的示数是物体对测力计的拉力，测力计对物体的拉力和物体对测力计的拉力是相互作用力，所以根据相互作用的关系可以直接测出拉力的大小。
【分析】（1）二力平衡时的两个力一定在同一直线上；
（2）相互平衡的两个力大小相等；
（3）悬在空中进行实验，可以减小摩擦力对实验结果的影响；
（4）两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、并且作用在同一个物体上时，物体受力平衡；
（5）物体处于静止状态时受到的重力和拉力是一对平衡力，相互作用力大小相等。
7．（2022八下·兴化期末）用如图甲所示的装置探究二力平衡的条件。
（1）在制作卡片时，小明认为卡片的重力一定要很小，而小华则认为，卡片重力不一定要很小，可以通过增大钩码的重力来达到同样的效果，你认为 想法是正确的；
（2）将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向 ，并通过调整 来改变拉力的大小；
（3）小明进行实验时，在左右支架上装配两个滑轮时，没有安装成相同高度（如图乙），你认为 （选填能或不能）用小明的装置进行实验；
（4）在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，并观察实验现象，由此可得出二力平衡的又一个条件是 。
【答案】（1）小华
（2）相反；钩码数量
（3）能
（4）作用在同一物体上
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）当钩码的重力足够大时，卡片受到的拉力足够大，即使卡片的重力不是很小，卡片两边的拉力也可以几乎作用再同一直线上，卡片对实验的影响很小，故小华的观点正确。
（2）将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向相反，拉力的大小等于钩码重力的大小，故可以调整钩码的数量来调整拉力大小。
（3）由图乙得，即使左右支架上的两个滑轮没有安装成相同高度，卡片两边的拉力仍然作用同一直线上、大小相等、方向相反、作用都在卡片上，满足二力平衡的条件，故能用小明的装置进行实验。
（4）在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，使方向相反、大小相等、作用在同一直线上的两个力作用在两个相同的物体上，通过观察实验现象，可得出二力平衡时，两个力作用在同一物体上。
【分析】（1）当钩码的重力足够大时，卡片重力对实验的影响很小；
（2）相互平衡的两个力方向相反，可以调整钩码的数量来调整拉力大小；
（3）作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反、并且在同一直线上，则这两个力二力平衡；
（4）用剪刀将卡片从中间剪开，可得出二力平衡时，两个力作用在同一物体上。
8．（2022八下·西城期末）如图所示，在“探究二力平衡的条件”实验中：
（1）把小车放在较为光滑的水平桌面上，桌面的两端各有一个 （选填“定”或 “动”）滑轮，滑轮的作用是 ；
（2）先分别向两边相同的托盘里加质量不相等的砝码，小车运动；再分别向两边的托盘里加质量 的砝码，小车静止，说明彼此平衡的两个力F1、F2一定大小相等。
【答案】（1）定；改变力的方向
（2）相等
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）桌面的两端的滑轮是固定在桌子上的，所以是定滑轮，定滑轮的作用是改变力的方向，钩码受到竖直向下的拉力，会竖直向下拉着绳子，绳子跟小车连在一起，所以绳子对小车的拉力等于钩码的重力，定滑轮的作用是将绳子受到钩码竖直向下的拉力改变为水平方向的拉力，才能对小车施加水平方向上的拉力。
（2）由于绳子对小车的拉力等于钩码的重力，先分别向两边相同的托盘里加质量不相等的砝码，小车运动，说明小车两端受到的拉力大小不相等时，小车不能处于平衡状态；再分别向两边的托盘里加质量相等的砝码，绳子对小车两端的拉力相等，小车静止，说明彼此平衡的两个力F1、F2一定大小相等。
【分析】（1）固定不动的滑轮是定滑轮，可以改变力的方向；
（2）当物体受到方向相反、大小相等的力时，处于平衡状态。
9．（2022八下·江阴期末）在探究二力平衡条件时，如左图甲把小卡片两端的细线绕过滑轮并各挂一个钩码，此时小卡片保持静止。（每个钩码重相同）
（1）实验选择小卡片，是为了忽略小卡片的 对实验的影响；
（2）为验证“使物体平衡的两个力必须在同一直线上”，小华和小红在图甲所示实验的基础上，又分别进行了图乙、图丙所示操作。正确的操作是____。
A．乙 B．丙 C．乙和丙 D．都不正确
【答案】（1）自重
（2）A
【知识点】二力平衡的条件及其应用；探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）小卡片的质量比较小，重力比较小，可以忽略卡片重力对实验的影响。
（2）为探究使物体平衡的两个力必须在同一直线上，可用手将卡片转过一定的角度，并保持两个拉力方向相反，松开手后观察小卡片能否平衡；实验采用控制变量法，图丙实验中没有控制两个拉力的方向相反。
故答案为：A。
【分析】（1）探究二力平衡条件时，可以小卡片可以忽略物体的重力对实验的影响；
（2）探究二力平衡时，两个力在同一直线上，扭转物体，保持力的方向相反。
10．（2022八下·漳州期末）在“探究二力平衡条件”的实验中，小宇依次进行实验。
（1）如图甲，木块左右两边各挂一个相等质量的钩码时，木块处于静止状态。小宇在右边钩码上加一小块橡皮泥时，木块仍处于静止状态，这时木块在水平方向受到的是 （选填“平衡”或“非平衡”）力；取下橡皮泥，在右边再加一钩码时，木块却向右运动；
（2）在老师的建议下小宇对实验进行改进，如图乙用小车替换木块进行实验，目的是减小 对实验的影响；
（3）如图丙用卡片替换小车，应使用硬纸板，这样可以减小重力对实验的影响。在实验中，将卡片旋转一定角度，松手后发现卡片旋转到原来位置，这说明两个力必须作用在 上，物体才能平衡。
【答案】（1）平衡
（2）摩擦力
（3）同一直线
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）因木块仍处于静止状态，则木块在水平方向上应受平衡力的作用。
（2）用小车替换木块，变滑动为滚动，主要是为了减小摩擦力对实验的影响。
（3）实验中，将卡片旋转一定角度，此时卡片在水平方向上受到的两个力不在同一直线上，松手后发现卡片旋转到原来位置，即卡片在水平方向上受到的这两个力在同一直线上时，卡片才静止不动，说明这两个必须作用在同一条直线上时，物体才能平衡。
【分析】（1）处于静止状态的物体，应受平衡力的作用；
（2）变滑动为滚动，可以减小摩擦力；
（3）两个必须作用在同一条直线上时，物体才能平衡。
11．（2022八下·广陵期末）在探究“二力平衡的条件”的实验中：
（1）实验装置如图甲所示。实验目的是探究小车在水平方向上所受两个拉力F1、F2的关系。实验中，通过调整 来改变F1和F2的大小，实验中，当F1大于F2时，小车仍保持静止，因此得出结论：二力平衡时，两个力的大小不一定相等，你认为这样的结论 （选填“可靠”或“不可靠”）；
（2）同组的同学建议用图乙装置进行实验，与甲图比较这样做的目的主要是为了消除 对实验的影响；乙图中轻质卡片其实真正受到 （选填“1”、“2”或“3”）个力的作用，但由于 ，可以不考虑小卡片的重力对实验的影响；
（3）按照图乙的实验装置，小华将小卡片旋转过一个角度，观察松手后小卡片能否平衡，这是为了说明二力平衡的一个条件是两个力必须 ；
（4）小强同学也对该实验进行了探究，但他在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度（如图丙所示），你认为 （选填“能”或“不能”）用小强的装置进行实验。
【答案】（1）钩码的个数；不可靠
（2）桌面摩擦力；3；纸片重力远小于拉力
（3）作用在同一条直线上
（4）能
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）为方便操作，且更容易控制拉力大小，实验中通过改变钩码的数量来改变F1和F2的大小。
由于桌面对小车由摩擦力作用，实验中会出现三个力的作用下平衡，即二力不平衡时小车依然静止，故该结论不可靠。
（2）将甲图换为乙图装置进行操作可消除桌面对小车摩擦力的影响。
乙图中的卡片受到两个拉力以及重力三个力的作用，但由于重力远小于拉力，可以不计卡片的重力。
（3）按照图乙的实验装置，小华将小卡片旋转过一个角度，观察松两个力不在同一直线上，手后小卡片能否平衡，这是为了利用控制变量法探究二力平衡的两个力是否必须作用在同一条直线上。
（4）由于卡片重力远小于卡片受到的拉力，重力可忽略不计，可认为小强的实验装置中卡片只受到两个拉力，故能用该装置进行实验。
【分析】（1）探究二力平衡时，通过改变钩码个数，可以改变力的大小；由于物体受到较大的摩擦力，不能探究二力平衡时力的大小关系；
（2）利用轻质卡片进行实验，可以减小物体受到的摩擦力；由于卡片重力较小，对实验的影响小；
（3）卡片扭转角度时不能平衡，说明二力平衡时，需要在同一直线上；
（4）探究二力平衡的条件时，两个力不一定在水平面上。
12．（2022八下·忻城期中）如图甲所示是探究“二力平衡条件”的实验装置，所提供的砝码质量均为100g。
（1）如图甲所示，实验时，可以通过增加或减小托盘两边的 来改变木块两边拉力F1、F2的大小；
（2）在图甲中，将木块静止放在水平桌面上，向其两边的小盘里加砝码，当两盘加入砝码个数相同时，发现木块静止不动；当左盘放400g、右盘放500g的砝码时，木块仍处于静止状态，说明木块在水平方向上除受水平拉力F1、F2外，还应受到 力的作用，且该力的大小为 N；
（3）为避免上述现象发生；小刚用如图乙所示的小车替代木块进行实验，而小明则用如图丙所示的轻质硬纸板替代木块进行实验。则 的方案较好；原因是 ；
（4）若将轻质硬纸板转过一个度（如图丁所示），然后再松手，这样做是为了探究相互平衡的两个力是否作用在 （选填“同一直线上”或“同一物体上”）。
【答案】（1）砝码个数
（2）摩擦；1
（3）小明；消除了摩擦力对实验的影响
（4）同一直线上
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）木块受到的拉力F1和F2分别等于水平桌面两边的托盘中砝码的重力大小，可以通过调整砝码的个数来改变F1和F2的大小。
（2）当左侧放400g砝码，右侧放500g砝码时，发现木块仍然处于静止状态，则木块水平方向上受到的平衡力的作用，出现这种现象的原因是木块受到了摩擦力的作用，所以有F左+f=F右
则f=F右-F左=G右-G左=(m右-m左)g=(0.5kg-0.4kg）×10N/kg=1N
（3）小刚将木块换成小车，将滑动摩擦变为滚动摩擦，减小了摩擦力；小明将木块换成硬纸板，因硬纸板与桌面不接触，消除了摩擦力对实验的影响，所以小明的方案好。
（4）将硬纸板扭转到如图丁所示的位置，两个拉力不在同一直线上，硬纸板不能平衡，这样做是为了探究相互平衡的两个力是否作用在同一直线上。
【分析】（1）实验中通过改变其两边的砝码数量来改变小车受到的拉力的大小。
（2）在研究二力平衡的条件时，要尽可能排除其它力（如摩擦力）对实验的干扰。
（3）为了探究两个平衡力是否在同一条直线上，可以通过旋转小车使两个力不在同一条直线上，观察小车的运动情况。
（4）探究二力平衡时，验证两个力需要作用在同一个物体上，可以把小卡片分成两半变成两个物体。
13．（2022八下·惠山期中）小强和小华利用图甲所示的装置探究二力平衡条件。他们实验时发现，当分别往左、右两盘放入质量相等的钩码时，木块A处于静止状态，若再往右盘中增加一个钩码后，木块仍处于静止状态；经过思考，小强用小车B替换了木块A再进行实验，如图乙所示；同时，小华用硬纸板C替换了木块A再进行实验，如图丙所示。
（1）关于他们的改进方案：用小车B及硬纸板C替换木块A，是为了____。
A．减少摩擦力对实验结果的影响
B．小卡片是比较容易获取的材料
C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D．小卡片容易扭转
（2）小华将系于小卡片（重力可忽略不计）两端的线分别跨过左右支架上的滑轮，在左右两盘挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向相反，并通过调整 来改变拉力的大小；
（3）当小卡片平衡时，小华将小卡片扭转过一个角度，松手后小卡片不能平衡，此实验说明两个力使物体平衡时，这两个力要在 ；
（4）小张同学用图丁装置也对同一问题进行了探究，但他在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度，你认为能否用小张的装置进行实验 （选填“能”或“不能”）；
（5）几位同学完成实验后又对图甲实验的仪器进行研究，他们发现当在左盘中放100g的砝码，右盘中放200g的砝码时，物块A恰好向右匀速直线运动，现保持两盘中原有的砝码不变、要使物块A向左匀速直线运动，应在 盘（选填“左”或“右”）再加 g的砝码。
【答案】（1）A
（2）钩码数量
（3）同一直线上
（4）能
（5）左；200
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）小卡片重力小，悬在空中不受摩擦力影响；小车与桌面之间是滚动摩擦，摩擦较小，而木块放在水平桌面上，木块和桌面之间存在较大的摩擦力，实验时要受到摩擦的的影响，所以用小车B及硬纸板C替换木块A，是为了减少摩擦力对实验结果的影响，BCD不符合题意，A符合题意。
故答案为：A。
（2）在细线的两端挂上钩码的作用是使两个拉力的方向相反，可通过调整钩码的数量来改变拉力的大小。
（3）小华将小卡片扭转过一个角度，两个拉力不在同一直线上，则松手后小卡片不能平衡，设计此实验步骤的目的是为了说明：二力平衡的条件之一是两个力作用在同一直线上。
（4）因为左右两侧各通过一个定滑轮，定滑轮的位置虽然不登高，但是当两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在同一物体上时，小卡片还是处于静止状态，照样能完成实验。
（5）当在左盘中放100g的砝码、右盘中放200g的砝码时，物块可以像右做匀速直线运动，这时物块受到左右两个钩码重力产生的拉力外，还受到向左的摩擦力，即f+G左=G右
即0.1kg×10N/kg+m加×10N/kg=1N+0.2kg×10N/kg
解得m加=0.2kg=200g
所以应在左盘再加200g的砝码。
【分析】（1）探究二力平衡条件时，减小摩擦力，可以减小对实验的影响；
（2）改变钩码个数，可以改变物体受到的拉力的大小；
（3）探究二力平衡时，若物体扭转角度后不能静止，说明物体在二力平衡时，是同一直线上；
（4）探究二力平衡时，物体受力不水平时，可以探究二力平衡条件；
（5）根据物体受到的平衡力，判断质量变化的大小。
14．（2022八下·岳池期中）在“探究二力平衡的条件”活动中。
（1）如果物体只受到两个力的作用，且处于静止状态或匀速直线运动状态，说明这两个力是相互平衡的，实验的设计是选择物体处于 状态来探究的；
（2）小明提出能否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件？小华认为，若采用小明的方案，必须测出物体所受的拉力和重力的大小来进行比较，分析发现，在小明的方案中，在未知二力平衡条件的前提下，无法测量 力的大小，所以这一方案无法实施下去；
（3）为此，两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案，如图乙所示，请你判断出他们改进的先后顺序： （用字母表示），这样的改进是为了减小 力对实验的影响；
（4）如图丙是最终确认的实验方案。此方案中， 当卡片平衡时，小华将卡片转过一个角度，松手后卡片不能平衡，设计此实验步骤的目的是： 。
【答案】（1）静止
（2）重
（3）BAC；摩擦
（4）验证二力平衡时，二力方向是在同一条直线上的
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）如果物体只受到两个力的作用，且处于静止状态或匀速直线运动状态，说明这两个力是相互平衡的，比起匀速直线运动状态，静止状态更容易操作，故实验的设计是选择物体处于静止状态来探究的。
（2）根据二力平衡可知物体的重力等于弹簧测力计的示数，但在未知二力平衡条件的前提下，无法测量重力的大小，所以这一方案无法实施下去。
（3）摩擦力的大小会对实验有影响，所以改进的过程是逐渐减小摩擦力，B的摩擦力最大，其次是A，C的摩擦力最小，所以顺序为BAC，这样的改进是为了减小摩擦力对实验的影响。
（4）当卡片平衡时，小华将卡片转过一个角度，二力方向是不在一条直线上的，松手后卡片不能平衡，说明二力平衡的其中一个条件是二力方向要在同一条直线上，故设计此实验步骤的目的是：验证二力平衡时，二力方向是在同一条直线上的。
【分析】（1）静止的物体，受到平衡力；
（2）测量物体的重力时，利用二力平衡，重力等于弹簧测力计的示数；
（3）探究二力平衡时，要使物体受到的摩擦力减小；滚到摩擦力比滑动摩擦力小；
（4）探究二力平衡时，两个力在同一直线上。
15．（2022八下·德庆期中）某实验小组利用图甲所示的实验装置做“探究二力平衡的条件”实验时，请问：
（1）实验时应选择较 （选填“光滑”或“粗糙”）的实验桌面；
（2）在图甲实验的基础上，将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动状态，这样做的目的是为了探究两个平衡的力是否作用在 ；
（3）为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上，小明用轻质卡片代替小车做实验，如图乙所示，他将要对卡片进行的操作是 ；
（4）实验中定滑轮的作用是 ，通过调整 可以改变拉力的大小；
（5）如果将图甲中的小车两边绳子固定在在同一端上，挂相同的钩码，且沿同一方向拉小车，可以发现小车不会静止，这是为了表明小车受到的二力若平衡，必须满足 这一条件而设计的步骤；
（6）通过上述过程可知：作用在 上的两个力，只有当大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，这两个力才彼此平衡。
【答案】（1）光滑
（2）作用在同一直线上
（3）剪成两部分
（4）改变力的方向；钩码的个数
（5）两个力的方向相反
（6）同一物体
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）为了减小小车与桌面之间的摩擦对实验的影响，应选择较光滑的实验桌面。
（2）小车静止在桌面上时，所受的两个拉力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，是一对平衡力。将小车扭转一个角度后，小车所受的两个拉力不再作用在同一直线上，观察此时小车是否还能保持静止，可确定两个平衡力是否需要作用在同一直线上。
（3）要探究两个平衡力是否作用在同一个物体上，需要让两个力作用在不同的物体，观察物体是否处于平衡状态，所以需要将卡片一分为二地剪开。
（4）实验中钩码对绳子作用力是向下的，而在探究中，卡片所受的两个拉力是水平方向的，而绳子通过定滑轮后，将方向向下的拉力改变为水平方向。所以定滑轮的作用是改变力的方向。
实验中改变钩码的个数，则钩码对绳子的拉力会发生改变，则卡片所受的拉力的大小也随之改变。
（5）图甲实验稍作改变后，小车所受的两个拉力大小相等，方向相同，小车不会静止，即不能处于平衡状态，所受的两个方向相同的拉力不是平衡力，所以二力平衡，必须满足两个力的方向相反。
（6）由上述实验可得：作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，两个力彼此平衡。
【分析】（1）探究二力平衡条件时，接触面越光滑越好；
（2）将物体扭转后，观察现象，可以探究二力平衡时，物体是否在同一直线上；
（3）探究二力平衡时，两个力是否在同一物体上，可以将物体剪断；
（4）定滑轮可以改变力的方向；改变钩码个数，可以调节力的大小；
（5）二力平衡时，力的方向相反；
（6）两个力彼此平衡时，作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。
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人教版物理八下重难点突破：探究二力平衡条件实验
一、实验探究题
1．（2022八下·沈河期末）在“探究二力平衡的条件”的实验中，如图所示，左右两盘放质量相等的砝码，小车保持静止。
（1）把小车放在较 （填“光滑”或“粗糙”）的水平桌面上，对得出实验结论更有利；
（2）将两个托盘放到同一侧，放手后小车将运动，这说明彼此平衡的两个力 。
2．（2022八下·长春期末）某实验小组利用如图甲所示的实验装置做“探究二力平衡的条件”实验。
（1）实验时应选择较 （选填“光滑”或“粗糙”）的实验桌面；
（2）图中定滑轮的作用是 。小车静止，此时F1、F2的大小 ，方向 ；
（3）在图甲实验的基础上，将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动状态，这样做是为了探究两个平衡的力是否作用在 。
3．（2022八下·新会期末）物理兴趣小组的同学们利用如图所示的装置进行“二力平衡条件”的探究：
（1）小组利用图甲的装置进行探究，桌面两侧的定滑轮可起到 的作用；
（2）小组将相同质量的砝码放在左右两盘后，把小车转过一个角度，然后松手，观察到小车转动一定角度后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在 才能平衡；
（3）某次实验中，当左盘砝码质量大于右盘时，小车两边的拉力大小 （选填“相等”或“不相等”），但小车仍处于静止状态。此时小车受到的 （选填“是”或“不是”）平衡力，产生这一现象的原因可能是小车受到 的影响；
（4）为尽量减少以上影响，小敏提出将甲装置中的小车换成小卡片，如图乙所示。为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，小敏下一步操作是____：
A．左右各加一个钩码
B．把卡片剪成两半
C．把卡片扭转一个角度
（5）如果将小车换成轻质弹簧测力计，如图丙所示，在左右两盘各放入重4N的砝码，忽略盘重和绳重，则弹簧测力计的示数为 N。
4．（2022八下·宝安期末）在探究“二力平衡的条件”实验中，小明采用的实验装置如图甲所示（中间是小木块）。
（1）小明在实验过程中，将两个50g的砝码分别放在左右两个相同的小盘内，发现木块处于静止状态，接着，他在右边小盘内又加入一个5g的砝码，发现木块仍然静止，其原因是是木块受 影响；
（2）小红用图乙中所示的小车替换木块进行实验，将小车旋转一定角度后松手，发现小车会恢复原状，这说明两个力必须作用在同一 （选填“物体”或“直线”）上，小车才能平衡；
（3）接着，小刚用图丙中所示的轻质硬纸板替换木块进行实验，你认为 的方案最好，原因是 ；
（4）利用图丁装置 （选填“能”或“不能”）探究二力平衡的条件；
（5）若将图乙的小车换成如图戊所示的弹簧测力计，左右两侧各悬挂重5N的砝码，则弹簧测力计示数为 N。
5．（2022八下·合江期末）在“探究二力平衡的条件”实验中，小明使用了如图所示的装置，把轻卡片两端细线绕过滑轮，并挂上钩码。
（1）该实验在选择卡片时，选用较轻卡片的目的是 ；
（2）探究二力平衡时两个力的大小关系，通过比较 得出结论。
（3）为了探究二力平衡时两个力是否在同一条直线上，应进行如下操作： （选填“向下拉”、“翻转”或“旋转”）轻卡片，松手后观察轻卡片是否平衡。
（4）如果没有摩擦等因素的影响，用手指水平向右轻弹一下原本静止在滑轮之间某处的轻卡片（钩码始终未接触桌面），则轻卡片离开手指后将做 （选填“加速”、“减速”或“匀速”）直线运动，直至碰上右侧的滑轮。
6．（2022八下·宝应期末）在"探究二力平衡条件"的实验中，小明设置的实验装置如图甲所示。
（1）现保持 F1与 F2大小相等，将木块换成小车，然后扭转一个角度，松手后，小车将发生转动，据此可以得出二力平衡时需要满足的一个条件 ；
（2）若将木块换成弹簧测力计，左右两盘各放入重为 5N 的砝码，则弹簧测力计的示数为____。（不计托盘、细绳的质量和滑轮摩擦）
A．10N B．5N C．0N
（3）在探究同一问题时，小红设计了如图乙所示的实验，同学们认为小红的实验优于小明的甲实验。其主要原因是____。
A．小卡片容易扭转
B．小卡片是比较容易获取的材料
C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D．减小摩擦力对实验结果的影响
（4）利用图丙装置 （能/不能）探究二力平衡的条件。
（5）小华认为，若采用如图丁的方案，必须测出物体所受的拉力和 的大小来进行比较。研究发现，在小华的方案中，只能根据相互作用的关系直接测出 的大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一个力无法直接测量，所以此方案无法实施。
7．（2022八下·兴化期末）用如图甲所示的装置探究二力平衡的条件。
（1）在制作卡片时，小明认为卡片的重力一定要很小，而小华则认为，卡片重力不一定要很小，可以通过增大钩码的重力来达到同样的效果，你认为 想法是正确的；
（2）将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向 ，并通过调整 来改变拉力的大小；
（3）小明进行实验时，在左右支架上装配两个滑轮时，没有安装成相同高度（如图乙），你认为 （选填能或不能）用小明的装置进行实验；
（4）在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，并观察实验现象，由此可得出二力平衡的又一个条件是 。
8．（2022八下·西城期末）如图所示，在“探究二力平衡的条件”实验中：
（1）把小车放在较为光滑的水平桌面上，桌面的两端各有一个 （选填“定”或 “动”）滑轮，滑轮的作用是 ；
（2）先分别向两边相同的托盘里加质量不相等的砝码，小车运动；再分别向两边的托盘里加质量 的砝码，小车静止，说明彼此平衡的两个力F1、F2一定大小相等。
9．（2022八下·江阴期末）在探究二力平衡条件时，如左图甲把小卡片两端的细线绕过滑轮并各挂一个钩码，此时小卡片保持静止。（每个钩码重相同）
（1）实验选择小卡片，是为了忽略小卡片的 对实验的影响；
（2）为验证“使物体平衡的两个力必须在同一直线上”，小华和小红在图甲所示实验的基础上，又分别进行了图乙、图丙所示操作。正确的操作是____。
A．乙 B．丙 C．乙和丙 D．都不正确
10．（2022八下·漳州期末）在“探究二力平衡条件”的实验中，小宇依次进行实验。
（1）如图甲，木块左右两边各挂一个相等质量的钩码时，木块处于静止状态。小宇在右边钩码上加一小块橡皮泥时，木块仍处于静止状态，这时木块在水平方向受到的是 （选填“平衡”或“非平衡”）力；取下橡皮泥，在右边再加一钩码时，木块却向右运动；
（2）在老师的建议下小宇对实验进行改进，如图乙用小车替换木块进行实验，目的是减小 对实验的影响；
（3）如图丙用卡片替换小车，应使用硬纸板，这样可以减小重力对实验的影响。在实验中，将卡片旋转一定角度，松手后发现卡片旋转到原来位置，这说明两个力必须作用在 上，物体才能平衡。
11．（2022八下·广陵期末）在探究“二力平衡的条件”的实验中：
（1）实验装置如图甲所示。实验目的是探究小车在水平方向上所受两个拉力F1、F2的关系。实验中，通过调整 来改变F1和F2的大小，实验中，当F1大于F2时，小车仍保持静止，因此得出结论：二力平衡时，两个力的大小不一定相等，你认为这样的结论 （选填“可靠”或“不可靠”）；
（2）同组的同学建议用图乙装置进行实验，与甲图比较这样做的目的主要是为了消除 对实验的影响；乙图中轻质卡片其实真正受到 （选填“1”、“2”或“3”）个力的作用，但由于 ，可以不考虑小卡片的重力对实验的影响；
（3）按照图乙的实验装置，小华将小卡片旋转过一个角度，观察松手后小卡片能否平衡，这是为了说明二力平衡的一个条件是两个力必须 ；
（4）小强同学也对该实验进行了探究，但他在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度（如图丙所示），你认为 （选填“能”或“不能”）用小强的装置进行实验。
12．（2022八下·忻城期中）如图甲所示是探究“二力平衡条件”的实验装置，所提供的砝码质量均为100g。
（1）如图甲所示，实验时，可以通过增加或减小托盘两边的 来改变木块两边拉力F1、F2的大小；
（2）在图甲中，将木块静止放在水平桌面上，向其两边的小盘里加砝码，当两盘加入砝码个数相同时，发现木块静止不动；当左盘放400g、右盘放500g的砝码时，木块仍处于静止状态，说明木块在水平方向上除受水平拉力F1、F2外，还应受到 力的作用，且该力的大小为 N；
（3）为避免上述现象发生；小刚用如图乙所示的小车替代木块进行实验，而小明则用如图丙所示的轻质硬纸板替代木块进行实验。则 的方案较好；原因是 ；
（4）若将轻质硬纸板转过一个度（如图丁所示），然后再松手，这样做是为了探究相互平衡的两个力是否作用在 （选填“同一直线上”或“同一物体上”）。
13．（2022八下·惠山期中）小强和小华利用图甲所示的装置探究二力平衡条件。他们实验时发现，当分别往左、右两盘放入质量相等的钩码时，木块A处于静止状态，若再往右盘中增加一个钩码后，木块仍处于静止状态；经过思考，小强用小车B替换了木块A再进行实验，如图乙所示；同时，小华用硬纸板C替换了木块A再进行实验，如图丙所示。
（1）关于他们的改进方案：用小车B及硬纸板C替换木块A，是为了____。
A．减少摩擦力对实验结果的影响
B．小卡片是比较容易获取的材料
C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D．小卡片容易扭转
（2）小华将系于小卡片（重力可忽略不计）两端的线分别跨过左右支架上的滑轮，在左右两盘挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向相反，并通过调整 来改变拉力的大小；
（3）当小卡片平衡时，小华将小卡片扭转过一个角度，松手后小卡片不能平衡，此实验说明两个力使物体平衡时，这两个力要在 ；
（4）小张同学用图丁装置也对同一问题进行了探究，但他在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度，你认为能否用小张的装置进行实验 （选填“能”或“不能”）；
（5）几位同学完成实验后又对图甲实验的仪器进行研究，他们发现当在左盘中放100g的砝码，右盘中放200g的砝码时，物块A恰好向右匀速直线运动，现保持两盘中原有的砝码不变、要使物块A向左匀速直线运动，应在 盘（选填“左”或“右”）再加 g的砝码。
14．（2022八下·岳池期中）在“探究二力平衡的条件”活动中。
（1）如果物体只受到两个力的作用，且处于静止状态或匀速直线运动状态，说明这两个力是相互平衡的，实验的设计是选择物体处于 状态来探究的；
（2）小明提出能否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件？小华认为，若采用小明的方案，必须测出物体所受的拉力和重力的大小来进行比较，分析发现，在小明的方案中，在未知二力平衡条件的前提下，无法测量 力的大小，所以这一方案无法实施下去；
（3）为此，两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案，如图乙所示，请你判断出他们改进的先后顺序： （用字母表示），这样的改进是为了减小 力对实验的影响；
（4）如图丙是最终确认的实验方案。此方案中， 当卡片平衡时，小华将卡片转过一个角度，松手后卡片不能平衡，设计此实验步骤的目的是： 。
15．（2022八下·德庆期中）某实验小组利用图甲所示的实验装置做“探究二力平衡的条件”实验时，请问：
（1）实验时应选择较 （选填“光滑”或“粗糙”）的实验桌面；
（2）在图甲实验的基础上，将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动状态，这样做的目的是为了探究两个平衡的力是否作用在 ；
（3）为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上，小明用轻质卡片代替小车做实验，如图乙所示，他将要对卡片进行的操作是 ；
（4）实验中定滑轮的作用是 ，通过调整 可以改变拉力的大小；
（5）如果将图甲中的小车两边绳子固定在在同一端上，挂相同的钩码，且沿同一方向拉小车，可以发现小车不会静止，这是为了表明小车受到的二力若平衡，必须满足 这一条件而设计的步骤；
（6）通过上述过程可知：作用在 上的两个力，只有当大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，这两个力才彼此平衡。
答案解析部分
1．【答案】（1）光滑
（2）方向相反
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）把小车放在较光滑的水平桌面上，小车受到的摩擦力越小，摩擦力对实验的影响越小，对得出实验结论更有利。
（2）将两个托盘放到同一侧，两个力方向相同，小车将运动，处于非平衡状态，说明彼此平衡的两个力方向相反。
【分析】（1）探究二力平衡条件时，物体受到的摩擦力越小，对实验的影响越小；
（2）二力平衡时，两个力方向相反。
2．【答案】（1）光滑
（2）改变力的方向；相等；相反
（3）同一的直线上
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）本实验中，是研究作用在小车上的拉力对小车运动状态的影响，桌面对小车的摩擦力会干扰到实验结果，所以要尽量减小，选择光滑的实验桌面可以达到这一目的。
（2）图中的定滑轮可以改变力的方向，这样就可以将拉力转化为易于测量的钩码重。图中，两个钩码的重力相同，所以左右两侧细绳对小车的拉力F1、F2大小相等，拉力F1方向向左，拉力F2方向向右，故它们方向相反。
（3）在图甲实验的基础上，将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，导致F1、F2不在同一直线上，此时两个力仍是大小相等、方向相反，故研究的是作用在不同直线上的两个力能否平衡。
【分析】（1）选择光滑的实验桌面可以减小桌面对小车的摩擦力对实验结果的干扰；
（2）定滑轮可以改变力的方向，相互平衡的两个力大小相等，方向相反；
（3）两个力仍是大小相等、方向相反，研究的是作用在不同直线上的两个力能否平衡。
3．【答案】（1）改变力的方向
（2）同一条直线上
（3）不相等；是；摩擦力
（4）B
（5）4
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）根据定滑轮的特点可知，定滑轮可以改变力的方向，在本实验中，桌面两侧的定滑轮利用的就是这一特点。
（2）将相同质量的砝码放在左右两盘后，这是保证力的大小相同；把小车转过一个角度，这改变了力的方向，使小车在水平方向上的两个力不在同一条直线上；然后松手，观察到小车转动一定角度后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在同一条直线上才能平衡。
（3）在本实验中，对小车的水平拉力是由砝码的重力提供的，所以当左盘砝码质量大于右盘时，根据G=mg可知，小车两边的拉力大小不相等。
由题意可知，小车处于静止状态，即平衡状态，所以此时小车受到的是平衡力，又因为小车两边的拉力大小不相等，所以小车在水平方向上受到两个拉力和桌面对小车的摩擦力，这三个力的合力为0，所以产生这一现象的原因可能是小车受到摩擦力的影响。
（4）A．左右各加一个钩码，改变的是拉力的大小，此时两个拉力仍作用在同一物体上，所以这并不能验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，A不符合题意；
B．把卡片剪成两半，此时两个拉力作用在不同的物体上，然后观察两个更小的卡片是否平衡，所以这可以验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，B符合题意；
C．把卡片扭转一个角度，改变的是拉力的方向，此时两个拉力仍作用在同一物体上，所以这并不能验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，C不符合题意。
故答案为：B。
（5）将小车换成轻质弹簧测力计，如图丙所示，在左右两盘各放入重4N的砝码，忽略盘重和绳重，此时弹簧受到的拉力为4N，所以弹簧测力计的示数为4N。
【分析】（1）定滑轮可以改变力的方向；
（2）探究二力平衡时，扭转物体，可以探究二力平衡时是否在同一直线上；
（3）根据物体两侧钩码的不同，可以判断受力不同；静止的物体受到平衡力的作用；物体有运动趋势时，产生静摩擦力；
（4）探究二力平衡时，是否在同一物体上，可以将物体断开进行实验；
（5）根据弹簧挂钩上的拉力，可以判断弹簧测力计的示数。
4．【答案】（1）摩擦力
（2）直线
（3）丙；避免了摩擦力对实验的影响
（4）能
（5）5
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）两个砝码质量相等挂在左右两边，木块处于静止状态；在右边小盘内又加入一个5g的小砝码后，此时木块受到右边的拉力大于左边的拉力，此时木块相对于桌面有向右运动的趋势，因此桌面与木块之间产生了静摩擦力，这个摩擦力对实验造成了影响，木块处于静止状态，说明小木块水平方向上受到的力平衡。
（2）用小车替换木块进行实验，将小车旋转一定角度后松手，两个力不在同一直线上，小车不能保持平衡状态，会转回到原位置，这说明相互平衡的两个力必须作用在同一直线上。
（3）甲、乙、丙三个实验方案中，甲方案，木块与桌面件的摩擦力会对实验产生影响；乙方案，小车与桌面之间的摩擦力小于甲方案中木块与桌面的摩擦力，但仍会对实验产生影响；丙方案，避免了摩擦力对实验的影响，因此丙方案最好。
（4）丁方案，左右两侧各固一个定滑轮，定滑轮的位置虽然不等高，但是当两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在同一物体上时，小卡片处干静止状态，还能够探究二力平衡的条件。
（5）若将图乙的小车换成如图戊所示的弹簧测力计，左右两侧各悬挂重5N的砝码，弹簧测力计示数为钩码对弹簧测力计的拉力，弹簧测力计对钩码的拉力与钩码对弹簧测力计的拉力是一对相互作用力，大小相等；而弹簧测力计对钩码的拉力与钩码受到的重力是一对平衡力，大小相等，因此钩码对弹簧测力计的拉力等于钩码的重力，大小为5N，则弹簧测力计示数为5N。
【分析】（1）静止的物体受到平衡力的作用，当拉力不同时，物体有运动趋势，产生摩擦力；
（2）物体扭转后不在同一直线上，物体不能平衡；
（3）减小物体和接触面的摩擦力，可以减小摩擦力对实验的影响；
（4）当物体受到的力在在水平方向，可以探究二力平衡的条件；
（5）二力平衡时，力的大小相等；弹簧测力计的指针表示挂钩上拉力的大小。
5．【答案】（1）消除卡片重力对实验的影响
（2）（细线两端所挂）钩码的个数
（3）旋转
（4）匀速
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1)本实验研究的是物体在水平方向受到两个力的关系，选择卡片可以减小重力带来的影响，所以选择轻卡片的目的是消除卡片重力对实验的影响。
(2)卡片受到的拉力等于钩码的重力，钩码的重力大小可通过钩码的个数来比较，所以探究二力平衡时两个力的大小关系，通过比较细线两端所挂钩码的个数得出结论。
(3)为了探究二力平衡时两个力是否在同一条直线上，应保证方向相反，使小卡片转过一个角度，所以应旋转轻卡片。
(4)如果没有摩擦等因素的影响，用手指水平向右轻弹一下原本静止在滑轮之间某处的轻卡片，轻卡片会向右运动，手不施力后，它受到平衡力，会继续继续保持匀速直线运动状态。
【分析】（1）探究二力平衡条件时，利用卡片可以减小物体重力对实验的影响；
（2）通过改变钩码个数，可以探究二力平衡时，力的大小关系；
（3）探究二力平衡时，两个力是否在同一直线上，可以将卡片扭转后观察；
（4）受到平衡力的运动的物体，做匀速直线运动。
6．【答案】（1）作用在同一直线上
（2）B
（3）D
（4）能
（5）重力；拉力
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）将小车转动一个角度，那么两个力不在同一直线上，小车将转动回来，说明一对平衡力需在同一直线上，因此实验中设计这一步骤的目的是为了验证二力平衡时的两个力一定在同一直线上。
（2）弹簧测力计的示数等于挂钩上受到的力，弹簧测力计左右两盘各放入重5N的砝码，即弹簧测力计挂钩上受到了5N的拉力，所以弹簧测力计的示数为5N。
（3）小红实验用的小卡片重力小，悬在空中不受桌面对它的摩擦力影响，小明实验用的木块放在水平桌面上，木块和桌面之间存在摩擦力，摩擦力是不能消除的，实验要受到摩擦力影响，所以还是小红的实验方案好，故答案为：D。
（4）丙中左右两侧各通过一个定滑轮，定滑轮的位置虽然不等高，但是当两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、并且作用在同一个物体上时，小卡片还是处于静止状态，一样能完成实验。
（5）因为物体处于静止状态时受到的重力和拉力是一对平衡力，所以采用如图丁的方案探究二力平衡的条件，必须测出物体所受的重力和拉力。
弹簧测力计显示的示数是物体对测力计的拉力，测力计对物体的拉力和物体对测力计的拉力是相互作用力，所以根据相互作用的关系可以直接测出拉力的大小。
【分析】（1）二力平衡时的两个力一定在同一直线上；
（2）相互平衡的两个力大小相等；
（3）悬在空中进行实验，可以减小摩擦力对实验结果的影响；
（4）两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、并且作用在同一个物体上时，物体受力平衡；
（5）物体处于静止状态时受到的重力和拉力是一对平衡力，相互作用力大小相等。
7．【答案】（1）小华
（2）相反；钩码数量
（3）能
（4）作用在同一物体上
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）当钩码的重力足够大时，卡片受到的拉力足够大，即使卡片的重力不是很小，卡片两边的拉力也可以几乎作用再同一直线上，卡片对实验的影响很小，故小华的观点正确。
（2）将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向相反，拉力的大小等于钩码重力的大小，故可以调整钩码的数量来调整拉力大小。
（3）由图乙得，即使左右支架上的两个滑轮没有安装成相同高度，卡片两边的拉力仍然作用同一直线上、大小相等、方向相反、作用都在卡片上，满足二力平衡的条件，故能用小明的装置进行实验。
（4）在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，使方向相反、大小相等、作用在同一直线上的两个力作用在两个相同的物体上，通过观察实验现象，可得出二力平衡时，两个力作用在同一物体上。
【分析】（1）当钩码的重力足够大时，卡片重力对实验的影响很小；
（2）相互平衡的两个力方向相反，可以调整钩码的数量来调整拉力大小；
（3）作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反、并且在同一直线上，则这两个力二力平衡；
（4）用剪刀将卡片从中间剪开，可得出二力平衡时，两个力作用在同一物体上。
8．【答案】（1）定；改变力的方向
（2）相等
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）桌面的两端的滑轮是固定在桌子上的，所以是定滑轮，定滑轮的作用是改变力的方向，钩码受到竖直向下的拉力，会竖直向下拉着绳子，绳子跟小车连在一起，所以绳子对小车的拉力等于钩码的重力，定滑轮的作用是将绳子受到钩码竖直向下的拉力改变为水平方向的拉力，才能对小车施加水平方向上的拉力。
（2）由于绳子对小车的拉力等于钩码的重力，先分别向两边相同的托盘里加质量不相等的砝码，小车运动，说明小车两端受到的拉力大小不相等时，小车不能处于平衡状态；再分别向两边的托盘里加质量相等的砝码，绳子对小车两端的拉力相等，小车静止，说明彼此平衡的两个力F1、F2一定大小相等。
【分析】（1）固定不动的滑轮是定滑轮，可以改变力的方向；
（2）当物体受到方向相反、大小相等的力时，处于平衡状态。
9．【答案】（1）自重
（2）A
【知识点】二力平衡的条件及其应用；探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）小卡片的质量比较小，重力比较小，可以忽略卡片重力对实验的影响。
（2）为探究使物体平衡的两个力必须在同一直线上，可用手将卡片转过一定的角度，并保持两个拉力方向相反，松开手后观察小卡片能否平衡；实验采用控制变量法，图丙实验中没有控制两个拉力的方向相反。
故答案为：A。
【分析】（1）探究二力平衡条件时，可以小卡片可以忽略物体的重力对实验的影响；
（2）探究二力平衡时，两个力在同一直线上，扭转物体，保持力的方向相反。
10．【答案】（1）平衡
（2）摩擦力
（3）同一直线
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）因木块仍处于静止状态，则木块在水平方向上应受平衡力的作用。
（2）用小车替换木块，变滑动为滚动，主要是为了减小摩擦力对实验的影响。
（3）实验中，将卡片旋转一定角度，此时卡片在水平方向上受到的两个力不在同一直线上，松手后发现卡片旋转到原来位置，即卡片在水平方向上受到的这两个力在同一直线上时，卡片才静止不动，说明这两个必须作用在同一条直线上时，物体才能平衡。
【分析】（1）处于静止状态的物体，应受平衡力的作用；
（2）变滑动为滚动，可以减小摩擦力；
（3）两个必须作用在同一条直线上时，物体才能平衡。
11．【答案】（1）钩码的个数；不可靠
（2）桌面摩擦力；3；纸片重力远小于拉力
（3）作用在同一条直线上
（4）能
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）为方便操作，且更容易控制拉力大小，实验中通过改变钩码的数量来改变F1和F2的大小。
由于桌面对小车由摩擦力作用，实验中会出现三个力的作用下平衡，即二力不平衡时小车依然静止，故该结论不可靠。
（2）将甲图换为乙图装置进行操作可消除桌面对小车摩擦力的影响。
乙图中的卡片受到两个拉力以及重力三个力的作用，但由于重力远小于拉力，可以不计卡片的重力。
（3）按照图乙的实验装置，小华将小卡片旋转过一个角度，观察松两个力不在同一直线上，手后小卡片能否平衡，这是为了利用控制变量法探究二力平衡的两个力是否必须作用在同一条直线上。
（4）由于卡片重力远小于卡片受到的拉力，重力可忽略不计，可认为小强的实验装置中卡片只受到两个拉力，故能用该装置进行实验。
【分析】（1）探究二力平衡时，通过改变钩码个数，可以改变力的大小；由于物体受到较大的摩擦力，不能探究二力平衡时力的大小关系；
（2）利用轻质卡片进行实验，可以减小物体受到的摩擦力；由于卡片重力较小，对实验的影响小；
（3）卡片扭转角度时不能平衡，说明二力平衡时，需要在同一直线上；
（4）探究二力平衡的条件时，两个力不一定在水平面上。
12．【答案】（1）砝码个数
（2）摩擦；1
（3）小明；消除了摩擦力对实验的影响
（4）同一直线上
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）木块受到的拉力F1和F2分别等于水平桌面两边的托盘中砝码的重力大小，可以通过调整砝码的个数来改变F1和F2的大小。
（2）当左侧放400g砝码，右侧放500g砝码时，发现木块仍然处于静止状态，则木块水平方向上受到的平衡力的作用，出现这种现象的原因是木块受到了摩擦力的作用，所以有F左+f=F右
则f=F右-F左=G右-G左=(m右-m左)g=(0.5kg-0.4kg）×10N/kg=1N
（3）小刚将木块换成小车，将滑动摩擦变为滚动摩擦，减小了摩擦力；小明将木块换成硬纸板，因硬纸板与桌面不接触，消除了摩擦力对实验的影响，所以小明的方案好。
（4）将硬纸板扭转到如图丁所示的位置，两个拉力不在同一直线上，硬纸板不能平衡，这样做是为了探究相互平衡的两个力是否作用在同一直线上。
【分析】（1）实验中通过改变其两边的砝码数量来改变小车受到的拉力的大小。
（2）在研究二力平衡的条件时，要尽可能排除其它力（如摩擦力）对实验的干扰。
（3）为了探究两个平衡力是否在同一条直线上，可以通过旋转小车使两个力不在同一条直线上，观察小车的运动情况。
（4）探究二力平衡时，验证两个力需要作用在同一个物体上，可以把小卡片分成两半变成两个物体。
13．【答案】（1）A
（2）钩码数量
（3）同一直线上
（4）能
（5）左；200
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）小卡片重力小，悬在空中不受摩擦力影响；小车与桌面之间是滚动摩擦，摩擦较小，而木块放在水平桌面上，木块和桌面之间存在较大的摩擦力，实验时要受到摩擦的的影响，所以用小车B及硬纸板C替换木块A，是为了减少摩擦力对实验结果的影响，BCD不符合题意，A符合题意。
故答案为：A。
（2）在细线的两端挂上钩码的作用是使两个拉力的方向相反，可通过调整钩码的数量来改变拉力的大小。
（3）小华将小卡片扭转过一个角度，两个拉力不在同一直线上，则松手后小卡片不能平衡，设计此实验步骤的目的是为了说明：二力平衡的条件之一是两个力作用在同一直线上。
（4）因为左右两侧各通过一个定滑轮，定滑轮的位置虽然不登高，但是当两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在同一物体上时，小卡片还是处于静止状态，照样能完成实验。
（5）当在左盘中放100g的砝码、右盘中放200g的砝码时，物块可以像右做匀速直线运动，这时物块受到左右两个钩码重力产生的拉力外，还受到向左的摩擦力，即f+G左=G右
即0.1kg×10N/kg+m加×10N/kg=1N+0.2kg×10N/kg
解得m加=0.2kg=200g
所以应在左盘再加200g的砝码。
【分析】（1）探究二力平衡条件时，减小摩擦力，可以减小对实验的影响；
（2）改变钩码个数，可以改变物体受到的拉力的大小；
（3）探究二力平衡时，若物体扭转角度后不能静止，说明物体在二力平衡时，是同一直线上；
（4）探究二力平衡时，物体受力不水平时，可以探究二力平衡条件；
（5）根据物体受到的平衡力，判断质量变化的大小。
14．【答案】（1）静止
（2）重
（3）BAC；摩擦
（4）验证二力平衡时，二力方向是在同一条直线上的
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）如果物体只受到两个力的作用，且处于静止状态或匀速直线运动状态，说明这两个力是相互平衡的，比起匀速直线运动状态，静止状态更容易操作，故实验的设计是选择物体处于静止状态来探究的。
（2）根据二力平衡可知物体的重力等于弹簧测力计的示数，但在未知二力平衡条件的前提下，无法测量重力的大小，所以这一方案无法实施下去。
（3）摩擦力的大小会对实验有影响，所以改进的过程是逐渐减小摩擦力，B的摩擦力最大，其次是A，C的摩擦力最小，所以顺序为BAC，这样的改进是为了减小摩擦力对实验的影响。
（4）当卡片平衡时，小华将卡片转过一个角度，二力方向是不在一条直线上的，松手后卡片不能平衡，说明二力平衡的其中一个条件是二力方向要在同一条直线上，故设计此实验步骤的目的是：验证二力平衡时，二力方向是在同一条直线上的。
【分析】（1）静止的物体，受到平衡力；
（2）测量物体的重力时，利用二力平衡，重力等于弹簧测力计的示数；
（3）探究二力平衡时，要使物体受到的摩擦力减小；滚到摩擦力比滑动摩擦力小；
（4）探究二力平衡时，两个力在同一直线上。
15．【答案】（1）光滑
（2）作用在同一直线上
（3）剪成两部分
（4）改变力的方向；钩码的个数
（5）两个力的方向相反
（6）同一物体
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】（1）为了减小小车与桌面之间的摩擦对实验的影响，应选择较光滑的实验桌面。
（2）小车静止在桌面上时，所受的两个拉力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，是一对平衡力。将小车扭转一个角度后，小车所受的两个拉力不再作用在同一直线上，观察此时小车是否还能保持静止，可确定两个平衡力是否需要作用在同一直线上。
（3）要探究两个平衡力是否作用在同一个物体上，需要让两个力作用在不同的物体，观察物体是否处于平衡状态，所以需要将卡片一分为二地剪开。
（4）实验中钩码对绳子作用力是向下的，而在探究中，卡片所受的两个拉力是水平方向的，而绳子通过定滑轮后，将方向向下的拉力改变为水平方向。所以定滑轮的作用是改变力的方向。
实验中改变钩码的个数，则钩码对绳子的拉力会发生改变，则卡片所受的拉力的大小也随之改变。
（5）图甲实验稍作改变后，小车所受的两个拉力大小相等，方向相同，小车不会静止，即不能处于平衡状态，所受的两个方向相同的拉力不是平衡力，所以二力平衡，必须满足两个力的方向相反。
（6）由上述实验可得：作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，两个力彼此平衡。
【分析】（1）探究二力平衡条件时，接触面越光滑越好；
（2）将物体扭转后，观察现象，可以探究二力平衡时，物体是否在同一直线上；
（3）探究二力平衡时，两个力是否在同一物体上，可以将物体剪断；
（4）定滑轮可以改变力的方向；改变钩码个数，可以调节力的大小；
（5）二力平衡时，力的方向相反；
（6）两个力彼此平衡时，作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。
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