探究二力平衡的條件

劉榮剛

二力平衡的條件是初中物理學習的重點，本實驗的關鍵是探究物體二力平衡的規律，通過觀察提出問題，然后通過實驗研究問題，再對實驗結果進行概括、總結得出規律.

實驗目的：

1.學會用控制變量的思想探究問題的方法.

2.通過實驗總結二力平衡的條件.

實驗器材：定滑輪兩個，兩邊帶掛鉤的小車兩個.5個質量相同的鉤碼，細線兩根.

提出問題：物體在兩個力的作用下一定能保持靜止狀態或勻速直線運動狀態嗎？兩個力符合什么條件才能使物體保持平衡狀態呢？

猜想與假設：力的大小、方向、作用點應滿足一定條件.

實驗步驟：

1.在實驗桌上用粉筆畫一條直線，在直線與桌面兩端交點處各安裝一個定滑輪.將一個小車放在兩定滑輪連線的中點處，然后在小車兩端的掛鉤上系上細線，細線繞過定滑輪后下端各掛一個質量相同的鉤碼，如圖1，觀察小車的運動狀態，分析此時小車在水平方向上受到幾個力作用，這幾個力的大小、方向有什么關系.

2.改變細線兩端鉤碼的個數，如圖2.觀察小車的運動狀態.

3.控制小車兩端鉤碼個數相同.將小車旋轉一定角度，讓拉力不在一條直線上，松手后，小車能保持勻速直線運動狀態或靜止狀態嗎7

4.圖1中小車右側的細線及鉤碼不動.把左側的細線及鉤碼解下，也系在小車右側，觀察小車的運動狀態.

5.將兩輛小車相互靠近（靠近面的掛鉤要取下）放在兩定滑輪連線的中點處，兩車不粘連在一起，在兩車的另外兩個掛鉤上分別系上細線并掛上質量相同的鉤碼，保證這兩個力大小相等，方向相反，作用在同一條直線上，如圖3.觀察兩輛小車的運動情況.

6.實驗結束，取下小車上的細線和鉤碼，整理實驗器材.擺放整齊.

現象及數據記錄如表1.

實驗結論：

通過實驗可得二力平衡的條件是：兩個力必須大小相等、方向相反、作用在同一物體上，且在同一條直線上.簡稱為：等值、反向、同物、共線，

交流與合作：

1.注意控制實驗條件，知道條件改變對實驗結果的影響.

2.實驗中也可以用一張方形輕卡片紙代替小車作為受力物體，如圖4，卡片紙的兩個對角分別用線穿過并拴牢，線的另兩端繞過鐵架臺上的滑輪并掛上鉤碼，然后按前面所述實驗步驟進行實驗，第5步則可以使用剪刀將卡片紙剪開，可以化繁為簡，操作方便，達到更為直觀的效果，

注意事項：

1.實驗時要求桌面盡可能光滑，小車的輪子滾動自如，選取的鉤碼質量應較大，使兩邊的拉力盡量大些.以削弱摩擦阻力的影響.

2.實驗中考慮到水平方向的阻力因素，研究對象盡量選取輕的、摩擦力小的物體做實驗，減小實驗誤差。endprint