利用废旧器材制作二力平衡演示器

胡学智

1制作背景

探究二力平衡是人教版8年级下册第8章第2节的内容。传统的探究实验是把小车放在光滑的水平桌面上，向挂在小车两端的托盘里加砝码，观察小车在什么条件下会保持静止状态不变。传统器材在操作中，由于受带滑轮木板长度比讲桌短的因素的影响，实验时必须要找一个小的凳子把木板支起来，使两边的托盘或悬挂的钩码能自然下垂，操作起来比较麻烦。

利用轻质的塑料片来探究这个实验，各种参考资料中都有介绍。但是如何让实验器材更简化，组装更容易，操作更简单呢？其实实验室里有很多废弃的定滑轮，把它们用粗铁丝做成的支架组装起来就行了。小改动，让器材结构简单，携带方便，操作起来也很容易，利于观察实验现象，提高了实验的效率。

2制作材料

长度为50 cm的粗铁丝1根，实验室废弃的其他器材上的定滑轮2个，废旧托盘2个和用细铁丝弯成的挂钩2个（托盘也可以用另外2个挂钩代替），轻质硬塑料片2块，30 cm长的粗棉线2根，铁架台1个。

3制作过程

（1）如图1所示，截取长度为50 cm的粗铁丝1根，弯成1个弧形支架。支架两端弯成钩状，把定滑轮固定在两端。

（2）如图2所示，取两根长度为30 cm的粗棉线，每根棉线的两端分别系上用细铁丝弯成的小铁钩和托盘。

（3）如图3所示，在中点位置把弧形支架固定在铁架台上。分别将两根棉线穿过定滑轮，并把小铁钩挂在打有小孔的轻质硬塑料片上，组装好实验装置。

4实验过程

（1）将二力平衡演示器放置在水平桌面上，使塑料片处于静止状态。分析此时塑料片在水平方向受到向左和向右的拉力，这个拉力等于托盘及盘中钩码的总重量。

（2）向一个托盘中增加一个钩码，从而使塑料片受到的两个方向上的拉力不相等，观察塑料片是否处于静止状态。分析得出二力平衡时两个力的大小必须要相等的结论。

（3）改变一个拉力的方向，使两边的小挂钩都挂在硬塑料片的一端，即都向左或都向右拉塑料片，观察塑料片是否处于静止状态。分析得出二力平衡时两个力的方向必须要相反的结论。

（4）用剪刀把塑料片从中间剪断，原来作用在同一张塑料片上的力变成分别作用在两张塑料片，观察两张塑料片是否处于静止状态。分析得出二力平衡时两个力必须作用在同一物体上的结论。

（5）重新换一块塑料片，将塑料片旋转一定角度，使作用在塑料片上的两个力的方向不在同一直线上，松开手后，观察塑料片是否处于静止状态。分析得出二力平衡时两个力必须作用在同一直线上的结论。