在水平面上二力平衡条件

  【目的和要求】 　　认识力的平衡现象，知道二力的平衡条件。 【仪器和器材】 　　两端有挂钩的实验小车（可用J2108型斜面小车，在小车对应位置加装挂钩），能固定在桌上的定滑轮二个，系有细绳的砝码盘二个（附砝码二盒），称量为5牛的弹簧秤二只，铁架台等。 【实验方法】 　　1．实验装置如图1．11－1所示。演示时，先使两盘砝码不等，显示小车不能平衡，直至两盘砝码相等，小车平衡。实验要与板图结合，作好F1、F2二力的图示，力的作用点在小车上，矢量长短应与盘中砝码对应。 　　2．用手按住小车，改变其中一个定滑轮位置（使它沿桌面侧移一段距离），这时，F1、F2两力虽大小相等、但成一角度，不在同一直线上，放开小车时，小车不能平衡。 　　3．把小车沿图示位置在水平面内转90°，调节定滑轮位置，使车两端的两条细绳平行。放开小车时，两力虽方向相反，但不在一直线上，小车仍不能平衡。 　　结论：作用在物体上的两个力，大小相等方向相反且在同一直线上，这两个力就平衡。 【注意事项】 　　1．实验只研究水平方向受到的两个力，不必引导学生去注意竖直方向的力。实验中砝码应大些，以削弱摩擦力的影响。在小车下面最好垫一块玻璃板，以减小摩擦，增强演示效果。 　　2．初中学生第一次学习力的平衡知识，可以只讨论在平衡力作用下保持静止的情况，重点放在认识力的平衡条件。因此，物体在平衡力作用下做匀速运动情况，暂时不要涉及。 【参考资料】 　　1．实验可用图1．11－3所示的简单实验代替。用薄的硬塑料片（或硬纸片）剪成小长方形或正方形，在一对角线的两端各钻一个小孔用以拴线。在片上用带色粗虚线作出连接两小孔的直线，两滑轮A、B可固定在小黑板上（或其他竖直板上）。实验时，用手将塑料片按在图示位置或其他位置，放手后塑料片不平衡。最后，吊砝码的细线一定跟片上的虚线在一直线上，才能达到平衡。 　　2．实验也可用两个弹簧秤观察二力的平衡，如图1．11－5所示。实验前两弹簧秤应调好零点。实验中两侧的弹簧秤被均匀用力向两侧拉开，使小车在桌面上处于平衡状态（静止），读出两弹簧秤的示数。 　　编者提示：本小实验可辅以“力学”部分的物理实验教学，以此培养和提高学生的实验能力和素养。