探究二力平衡的条件

刘荣刚

二力平衡的条件是初中物理学习的重点，本实验的关键是探究物体二力平衡的规律，通过观察提出问题，然后通过实验研究问题，再对实验结果进行概括、总结得出规律.

实验目的：

1.学会用控制变量的思想探究问题的方法.

2.通过实验总结二力平衡的条件.

实验器材：定滑轮两个，两边带挂钩的小车两个.5个质量相同的钩码，细线两根.

提出问题：物体在两个力的作用下一定能保持静止状态或匀速直线运动状态吗？两个力符合什么条件才能使物体保持平衡状态呢？

猜想与假设：力的大小、方向、作用点应满足一定条件.

实验步骤：

1.在实验桌上用粉笔画一条直线，在直线与桌面两端交点处各安装一个定滑轮.将一个小车放在两定滑轮连线的中点处，然后在小车两端的挂钩上系上细线，细线绕过定滑轮后下端各挂一个质量相同的钩码，如图1，观察小车的运动状态，分析此时小车在水平方向上受到几个力作用，这几个力的大小、方向有什么关系.

2.改变细线两端钩码的个数，如图2.观察小车的运动状态.

3.控制小车两端钩码个数相同.将小车旋转一定角度，让拉力不在一条直线上，松手后，小车能保持匀速直线运动状态或静止状态吗7

4.图1中小车右侧的细线及钩码不动.把左侧的细线及钩码解下，也系在小车右侧，观察小车的运动状态.

5.将两辆小车相互靠近（靠近面的挂钩要取下）放在两定滑轮连线的中点处，两车不粘连在一起，在两车的另外两个挂钩上分别系上细线并挂上质量相同的钩码，保证这两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，如图3.观察两辆小车的运动情况.

6.实验结束，取下小车上的细线和钩码，整理实验器材.摆放整齐.

现象及数据记录如表1.

实验结论：

通过实验可得二力平衡的条件是：两个力必须大小相等、方向相反、作用在同一物体上，且在同一条直线上.简称为：等值、反向、同物、共线，

交流与合作：

1.注意控制实验条件，知道条件改变对实验结果的影响.

2.实验中也可以用一张方形轻卡片纸代替小车作为受力物体，如图4，卡片纸的两个对角分别用线穿过并拴牢，线的另两端绕过铁架台上的滑轮并挂上钩码，然后按前面所述实验步骤进行实验，第5步则可以使用剪刀将卡片纸剪开，可以化繁为简，操作方便，达到更为直观的效果，

注意事项：

1.实验时要求桌面尽可能光滑，小车的轮子滚动自如，选取的钩码质量应较大，使两边的拉力尽量大些.以削弱摩擦阻力的影响.

2.实验中考虑到水平方向的阻力因素，研究对象尽量选取轻的、摩擦力小的物体做实验，减小实验误差。endprint