资料简介
【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。
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