13. 某同学在妈妈的协助下,利用家中的物品探究二力平衡的条件。
【实验器材】晾衣架两个、相同的矿泉水瓶若干、小卡片若干、细线、水、剪刀等。
【设计实验】如图($a$)所示。
(1)将小卡片两侧各系一根细线,再把细线的另一端分别穿过晾衣架。
(2)将两个矿泉水瓶分别绑在细线两端,请妈妈用两手各提起一个晾衣架,按照以下步骤进行实验,观察并记录小卡片的受力及运动情况。
【进行实验】
(1)如图($a$)所示,提起两个装有水量不等的矿泉水瓶。
(2)如图($b$)所示,提起两个装有水量相等的矿泉水瓶,再将其中一只手逐渐放低,使小卡片倾斜至如图($c$)所示位置。
(3)用剪刀把图($c$)中的小卡片从中间剪断。
(4)更换小卡片,重新组装。如图($d$)所示,使小卡片扭转一定的角度。


请将表格中①的内容补充到横线上:
【结论】上述实验表明,二力平衡的条件是:作用在同一物体上的两个力,必须大小
【交流与评估】
(1)本实验中的晾衣架起到了改变拉力
(2)静止在水平桌面上的剪刀,它受到的
【实验器材】晾衣架两个、相同的矿泉水瓶若干、小卡片若干、细线、水、剪刀等。
【设计实验】如图($a$)所示。
(1)将小卡片两侧各系一根细线,再把细线的另一端分别穿过晾衣架。
(2)将两个矿泉水瓶分别绑在细线两端,请妈妈用两手各提起一个晾衣架,按照以下步骤进行实验,观察并记录小卡片的受力及运动情况。
【进行实验】
(1)如图($a$)所示,提起两个装有水量不等的矿泉水瓶。
(2)如图($b$)所示,提起两个装有水量相等的矿泉水瓶,再将其中一只手逐渐放低,使小卡片倾斜至如图($c$)所示位置。
(3)用剪刀把图($c$)中的小卡片从中间剪断。
(4)更换小卡片,重新组装。如图($d$)所示,使小卡片扭转一定的角度。
请将表格中①的内容补充到横线上:
否
。【结论】上述实验表明,二力平衡的条件是:作用在同一物体上的两个力,必须大小
相等
,方向相反,并作用在同一直线
上。【交流与评估】
(1)本实验中的晾衣架起到了改变拉力
方向
的作用,它类似于简单机械中的定滑轮
。(2)静止在水平桌面上的剪刀,它受到的
重
力和支持
力相互平衡。答案:否
相等
同一直线
方向
定滑轮
重
支持
相等
同一直线
方向
定滑轮
重
支持
解析:
【分析】
我们需要结合二力平衡的条件,逐一分析实验步骤和问题:
1. 对于表格①:步骤(1)中两个矿泉水瓶水量不等,说明小卡片受到的两个拉力大小不相等,不满足二力平衡的大小相等条件,因此小卡片不能平衡,①处需填写是否平衡的判断结果。
2. 结论部分:通过实验步骤(2)(水量相等时拉力大小相等,倾斜后两力不在同一直线,小卡片不平衡)、步骤(3)(剪断卡片后两力作用在不同物体上,卡片不平衡)、步骤(4)(扭转卡片后两力不在同一直线,卡片不平衡),可总结出二力平衡的完整条件。
3. 交流评估部分:晾衣架能改变拉力的方向,这与定滑轮的作用一致;静止在水平桌面的剪刀,竖直方向受到的重力和桌面的支持力符合二力平衡条件,是一对平衡力。
【解析】
1. 表格①:当提起装有水量不等的矿泉水瓶时,小卡片受到的两个拉力大小不相等,不满足二力平衡的条件,小卡片不能平衡,故①处填“否”。
2. 结论:结合实验现象可知,二力平衡的条件是:作用在同一物体上的两个力,必须大小相等,方向相反,并作用在同一直线上。
3. 交流与评估:
(1) 晾衣架可以改变细线拉力的方向,定滑轮的作用就是改变力的方向,因此它类似于简单机械中的定滑轮。
(2) 静止在水平桌面上的剪刀,在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一物体同一直线上,是一对平衡力。
【答案】
否;相等;同一直线;方向;定滑轮;重;支持
【知识点】
二力平衡的条件;定滑轮的特点;平衡力的判断
【点评】
本题利用生活化的器材探究二力平衡条件,贴近生活实际,通过多组实验分别验证二力平衡的各个要素,帮助学生深入理解二力平衡的本质,同时考查了定滑轮的作用和平衡力的判断,注重对实验探究能力的培养。
【难度系数】
0.6
我们需要结合二力平衡的条件,逐一分析实验步骤和问题:
1. 对于表格①:步骤(1)中两个矿泉水瓶水量不等,说明小卡片受到的两个拉力大小不相等,不满足二力平衡的大小相等条件,因此小卡片不能平衡,①处需填写是否平衡的判断结果。
2. 结论部分:通过实验步骤(2)(水量相等时拉力大小相等,倾斜后两力不在同一直线,小卡片不平衡)、步骤(3)(剪断卡片后两力作用在不同物体上,卡片不平衡)、步骤(4)(扭转卡片后两力不在同一直线,卡片不平衡),可总结出二力平衡的完整条件。
3. 交流评估部分:晾衣架能改变拉力的方向,这与定滑轮的作用一致;静止在水平桌面的剪刀,竖直方向受到的重力和桌面的支持力符合二力平衡条件,是一对平衡力。
【解析】
1. 表格①:当提起装有水量不等的矿泉水瓶时,小卡片受到的两个拉力大小不相等,不满足二力平衡的条件,小卡片不能平衡,故①处填“否”。
2. 结论:结合实验现象可知,二力平衡的条件是:作用在同一物体上的两个力,必须大小相等,方向相反,并作用在同一直线上。
3. 交流与评估:
(1) 晾衣架可以改变细线拉力的方向,定滑轮的作用就是改变力的方向,因此它类似于简单机械中的定滑轮。
(2) 静止在水平桌面上的剪刀,在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一物体同一直线上,是一对平衡力。
【答案】
否;相等;同一直线;方向;定滑轮;重;支持
【知识点】
二力平衡的条件;定滑轮的特点;平衡力的判断
【点评】
本题利用生活化的器材探究二力平衡条件,贴近生活实际,通过多组实验分别验证二力平衡的各个要素,帮助学生深入理解二力平衡的本质,同时考查了定滑轮的作用和平衡力的判断,注重对实验探究能力的培养。
【难度系数】
0.6