Question

在探究“二力平衡的条件”的实验中，小宇同学采用的实验装置如图所示：
（1）当物体处于静止状态或

匀速直线运动

状态时我们认为它受到的力是相互平衡的．
（2）实验时，小宇发现当向左盘和右盘同时加入50g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，这两个力是平衡的．小宇再把右盘中的砝码换成40g砝码时，发现木块仍然处于静止状态，出现这种现象的原因是

木块受到向右的摩擦力

，这时木块在水平方向受到的力

平衡

（填“平衡”或“不平衡”）．要避免这种现象产生，该实验装置该如何改进：

将木块换成小车（或减小与桌面之间的摩擦力）

．
（3）把实验改进以后，如果想验证二力平衡条件的“两个力必须同时作用在一条直线上”．小宇应该做的是

让F₁=F₂，把小车沿水平方向扭动一下，松手时观察是否平衡

．
（4）小宇同学根据该实验现象，给大家出了个判断题：物体在平衡力的作用下，其机械能可能会增大．答案是

正确

（填“正确”或“错误”）．

Answer 1

分析：（1）静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用．
（2）两个物体接触时，要发生或已经发生相对运动时，物体之间产生阻碍物体运动的摩擦力．
减小摩擦力的方法：减小压力、减小接触面的粗糙程度、用滚动代替滑动、使接触面脱离．
（3）扭动一个角度后，小车受到的两个拉力不再在同一直线上，由此入手分析小车的运动状态．
（4）动能和势能的和是机械能，从动能和势能上分别考虑．

解答：解：（1）物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，物体受到平衡力的作用．
（2）小宇再把右盘中的砝码换成40g砝码时，木块有向左运动的趋势，木块和桌面之间产生了向右的摩擦力，但是木块受到向左的拉力和摩擦力的合力等于向右的拉力．则木块仍然受平衡力的作用；要避免这种现象要减小木块与桌面之间的摩擦力的作用，用小车代替木块，用光滑的水平面代替桌面等．
（3）让F₁=F₂，把小车沿水平方向扭动一下，松手时观察是否平衡．
（4）物体在平衡力作用下，质量不变，速度不变，动能不变，物体可以匀速直线上升，高度增大，重力势能增大，机械能增大．说法是正确的．
故答案为：（1）匀速直线运动．
（2）木块受到向右的摩擦力；平衡；将木块换成小车（或减小与桌面之间的摩擦力）．
（3）让F₁=F₂，把小车（木块）沿水平方向扭动一下，松手时观察是否平衡．
（4）正确．

点评：此题对二力平衡的条件进行了探究，反过来，我们已经明确了二力平衡的条件的基础上，利用二力平衡的条件来分析此题会非常方便．特别注意装置用小车代替木块探究二力平衡条件更好．