解读“二力平衡”

2014-07-25汪应荣

初中生之友·中旬刊 2014年4期

关键词：平衡力实心球木块

汪应荣

一、完整理解二力平衡的物理含义

物体在受到两个力（或几个力）作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，就说这两个力（或几个力）平衡。

例1 如图1是投掷实心球的场景。下列情况中实心球受到平衡力作用的是（）

A.实心球在空中上升

B.实心球从空中下落

C.实心球在地上越滚越慢

D.实心球停在地面上

解析从图1中可以看出，选项A、B实心球在空中上升、下降时做曲线运动，选项C实心球做减速运动，只有选项D实心球停在地面上保持静止状态，此时受到平衡力的作用，故本题正确选项是D。

点评上面表述中，在“静止状态”与“匀速直线运动状态”间用的是“或”字，即物体的平衡状态有两种，一个物体在平衡力的作用下，既可能保持静止状态，也可能保持匀速直线运动状态。而物体到底保持两种平衡状态中的哪一种，关键取决于物体原来的运动状态，原来静止的物体，在平衡力的作用下，仍保持静止状态；而原来运动的物体，在平衡力的作用下，会保持匀速直线运动状态。

二、悉心体会二力平衡的实验技巧

例2 如图2甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。

（1）小华将系于小卡片（重力可忽略不计）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。

（2）当小卡片平衡时，小华将小卡片转过一个角度，松手后小卡片____（选填“能”或“不能”）平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究______________________________________。

（3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小华下一步的操作是：_______________________________________。

（4）在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图2乙所示的实验，实验时，小明发现当向左盘和右盘同时加入一个相等重量的砝码时，木块处于静止状态。此时木块在水平方向受到两个力的作用，这些力是平衡的。小明再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码后，发现木块仍然处于静止状态，出现这种现象的原因是__________，这时木块在水平方向受到的力__________（填“平衡”或“不平衡”）。要避免这种现象产生，请你对该实验装置提出改进意见：________________________________________。

（5）同学们认为小华的实验优于小明的实验，其主要原因是（）

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

解析（1）两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个相反方向的拉力，拉力的大小等于钩码的重力，钩码的数量越多，拉力就越大，因此通过调整钩码数量来改变拉力的大小。

（2）将小卡片转过一个角度，因两个拉力不在同一条直线上，因此松手后小卡片不能平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究不在同一条直线上的两个力能否平衡。

（3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，可以将小卡片一刀剪成两半，使拉力作用在两个小卡片上。

（4）当右盘中的砝码换成一个较重的砝码时，木块受到向左的摩擦力；若发现木块仍然处于静止状态，这时木块在水平方向受到的力仍平衡；要避免这种现象产生，将木块换成小车，减小与桌面之间的摩擦力。

（5）从上面分析可知，应减少摩擦力对实验结果的影响，故本小题正确选项是A。

三、全面掌握二力平衡的四个条件

二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且作用在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。简而言之，判断两个力是不是一对平衡力，要看两个力是否同时满足“同物、等大、反向、共线”四个条件，四个条件缺一不可。