人教版中考物理实验专训---- 二力平衡实验（原卷+解析）

这是一份人教版中考物理实验专训---- 二力平衡实验（原卷+解析），共14页。试卷主要包含了在“探究二力平衡的条件”活动中等内容，欢迎下载使用。


（1）实验时使用小车而不使用木块，是因为小车与桌面间的 更小，从而减小对实验结果的影响。
（2）在实验开始时，由于粗心只在左盘中放入砝码，小车立即向左运动，在运动过程中，左盘中砝码的重力势能将 ，动能将 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（3）当两个盘中分别放上两个相同的砝码后，小车静止在桌面上，这说明二力平衡时，两个力的大小 。
2.在“探究二力平衡条件”的活动中，主要是通过探究力对物体的作用效果来实现探究目的。
⑴ 如图，甲装置是探究二力平衡条件的一种方法，实验中通过改变砝码的 来探究二力大小的关系；通过扭转小车松手后观察小车的状态，来探究二力是否 。
⑵ 小明发现用图甲装置无法完成全部探究过程，又设计了图乙所示的装置。在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，并观察随之发生的现象，由此可以得到二力平衡的又一个条件 。把硬纸板支撑起来，不再与桌面接触的目的是 。
3.如图甲所示，是小华探究“二力平衡条件”的实验。

（1）装置中使用定滑轮是利用它能够__________的特点。
（2）当左、右两盘中的砝码质量__________（选填“相等”或“不相等”）时，桌面上的小车处于静止状态，此时小车受到__________对平衡力的作用。
（3）小车处于静止后，保持F1与F2的大小不变，将小车扭转到如图乙所示的位置，松手后，小车将___________（选填“保持静止”或“扭转回来”）。这一步骤说明二力平衡时，要满足二个力在__________上的条件。
4.如图所示，是小华同学探究二力平衡条件的实验情景。实验步骤如下：
（1）将系于小卡片（重力可忽略不计）两个对角的细线分别跨过支架上的滑轮，在细线的两端挂上钩码，使作用在小卡片的两个拉力方向相反。
A B C
（2）保持两个拉力在同一直线上，调整细线两端的钩码，当两端钩码的质量________时，小卡片平衡，如图A所示。
（3）将图A中的小卡片转过一个角度，并保持两个拉力方向相反，如图B所示，松开手后小卡片_____平衡（选填“能”或“不能”）。
（4）当小卡片平衡时，用剪刀沿虚线剪断小卡片（如图C所示），发现小卡片不能保持平衡．本实验采用的实验方法是：_________。
5.（2020湖南常德）在探究“二力平衡条件”的实验中，实验装置如图所示。
(1)实验时，向左盘和右盘同时放入等重的砝码，这时木块保持静止，说明一对平衡力的_____； 但小明在实验时发现，若向左盘和右盘同时放入不等重的砝码时木块仍然保持静止状态，则产生这一现象的原因是________；
(2)现保持F1与F2相等，将木块换成小车，然后扭转一个角度，松手后，小车将________，设计这一步骤的目的是为了验证二力平衡时的两个力一定________；
(3)如果将木块换成弹簧测力计，左右两盘各放入重5N的砝码，则弹簧测力计的示数为______。
A．10N B.5N C.0N
6.（2021四川泸州）某实验小组探究二力平衡条件的实验装置如图所示，M为一轻薄塑料片，实验中所用的钩码均为100g，不计绳重及摩擦（g取10N/kg）。
（1）在图甲的装置中滑轮的作用是_______。
（2）当左右两端同时各挂1个钩码时，塑料片静止，其左端受到的拉力F1与右端受到的拉力F2的方向_______；当左端再挂上一个钩码时，如图乙所示，塑料片将做_______（选填“匀速”或“变速”）运动，此时塑料片受到的合力为_______N。
（3）在图甲实验的基础上，用剪刀将塑料片从中间剪断，断开的塑料片向两边加速运动，说明不任同一物体上的两个力________平衡（选填“他”或“不能”）。
7.在探究“二力平衡的条件”实验中，如图甲乙所示，小刚把木块、小华把小车放在光滑的水平桌面上，他们分别向托盘里加减砝码观察现象。
（1）这两个实验装置中，你认为装置______（选填“甲”或“乙”）更科学，其主要原因是为了减少______对实验结果的影响。
（2）在装置乙中，将小车旋转一定角度，松手后，发现小车又恢复原状，这说明两个力在______上，物体才能平衡。
（3）在实验中通过加减______来改变桌面上的物体所受拉力的大小。
（4）小丽利用如图丙所示装置，将系于小卡片（重力可忽略不计）两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端分别挂上相同个数的钩码，在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，并观察到两边钩码落下、由此可以得到二力平衡的另一条件是两个力必须作用在______。
8．如图甲是小明同学探究二力平衡条件时的实验情景。
（1）小明在实验中选择小卡片的目的是为了忽略小卡片的_________对实验的影响；
（2）要验证不在“同一直线的力”是否平衡，实验中的操作是将小卡片_______（选填“翻转”或“扭转”），松手后观察小卡片是否平衡；
（3）当小卡片处于平衡状态时，若用剪刀将小卡片剪成两半，再观察两半小卡片是否平衡，这样做是为了验证二力平衡时两个力必须作用在________；
（4）在探究同一问题时，小华将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，老师认为还是小明的方案更好，小华的方案存在的缺陷是________对实验的影响较大。
9．在“探究二力平衡的条件”活动中。
（1）如果物体只受到两个力的作用，且处于静止或匀速直线运动状态，说明这两个力是相互平衡的。小明和小红两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案，如图甲所示，请你判断出他们改进的先后顺序：______________（用字母ABC表示），这样的改进是为了减小______________对实验的影响；
（2）如图乙是最终确认的实验方案。此方案中由于_________________，故卡片的重力可以忽略不计；
（3）将图乙中的小卡片旋转一个角度，并保持两个拉力方向相反，松开手后小卡片不能平衡了，本次实验探究的是：_____________________；
（4）小明又提出，利用如图丙所示的实验装置来探究物体做匀速直线运动时二力平衡的条件。那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢？在已知钩码的重力前提下，小明提出了自己的实验方案：用弹簧测力计拉着钩码在______（选填“水平方向”或“竖直方向”、“任意方向”）做匀速直线运动，根据观察到__________且等于钩码重力的现象，可以得出结论：物体静止时的二力平衡条件同样适用于物体处于匀速直线运动状态；
（5）如图丁，小红尝试在匀速直线运动状态下进行研究：在右边绳端挂2N重的钩码，然后通过弹簧测力计向左水平匀速拉动木块，此时弹簧测力计的示数为2.2N，从而得出“相互平衡的两个力大小不相等”，此结论是____（选填“正确”或“错误”）的；此时若让木块水平匀速向右运动，则弹簧测力计的示数应该为____N。
10．如图甲所示，是探究“二力平衡的条件”的实验装置图。
（1）当向两端的托盘里分别加入两个相同的砝码后，小车静止在桌面上，这说明二力平衡时，两个力的大小___________。
（2）然后把小车扭转一个角度，松手后，观察小车的运动状态，这样做的目的是为了探究两个平衡的力是否作用在___________。
（3）如果将小车换成弹簧测力计（如图乙），在左、右两端的托盘中各放入重为3N的砝码，则弹簧测力计的示数为___________选填 “6N”、 “3N”或“0N”）。
（4）如果剪断图甲中左边的细线，小车将向右做加速运动，在加速运动的过程中，小车的惯性将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
专题08 二力平衡实验
1．如图所示，是探究“二力平衡条件”的实验装置图。
（1）实验时使用小车而不使用木块，是因为小车与桌面间的 更小，从而减小对实验结果的影响。
（2）在实验开始时，由于粗心只在左盘中放入砝码，小车立即向左运动，在运动过程中，左盘中砝码的重力势能将 ，动能将 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（3）当两个盘中分别放上两个相同的砝码后，小车静止在桌面上，这说明二力平衡时，两个力的大小 。
【答案】（1）摩擦力；（2）变小；变大；（3）相等。
【解析】（1）实验时使用小车而不使用木块，将滑动摩擦力变为滚动摩擦力，大大减小了摩擦，减小了摩擦对实验的影响；
（2）小车向左运动过程中，左盘中砝码的质量不变，高度减小，重力势能将变小，砝码的速度增大，动能将变大；
（3）当两个盘中分别放上两个相同的砝码后，由于砝码的重力相同，这两个力产生的拉力是一对平衡力，小车就能保持静止，说明彼此平衡的两个力大小相等。
2.在“探究二力平衡条件”的活动中，主要是通过探究力对物体的作用效果来实现探究目的。
⑴ 如图，甲装置是探究二力平衡条件的一种方法，实验中通过改变砝码的 来探究二力大小的关系；通过扭转小车松手后观察小车的状态，来探究二力是否 。
⑵ 小明发现用图甲装置无法完成全部探究过程，又设计了图乙所示的装置。在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，并观察随之发生的现象，由此可以得到二力平衡的又一个条件 。把硬纸板支撑起来，不再与桌面接触的目的是 。
【答案】（1）质量；相等。（2）两个力在同一只想上。只研究一对平衡力的平衡条件。
【解析】⑴ 甲装置实验中通过改变砝码的质量来探究二力大小的关系；通过扭转小车松手后观察小车的状态，来探究二力是否相等。
⑵ 小明发现用图甲装置无法完成全部探究过程，又设计了图乙所示的装置。在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，并观察随之发生的现象，由此可以得到二力平衡的又一个条件是两个力必须作用在一条直线上。把硬纸板支撑起来，不再与桌面接触的目的是研究水平方向的一对平衡力的条件，要注意本实验小卡片重力不计。
3.如图甲所示，是小华探究“二力平衡条件”的实验。

（1）装置中使用定滑轮是利用它能够__________的特点。
（2）当左、右两盘中的砝码质量__________（选填“相等”或“不相等”）时，桌面上的小车处于静止状态，此时小车受到__________对平衡力的作用。
（3）小车处于静止后，保持F1与F2的大小不变，将小车扭转到如图乙所示的位置，松手后，小车将___________（选填“保持静止”或“扭转回来”）。这一步骤说明二力平衡时，要满足二个力在__________上的条件。
【答案】（1）改变力的方向 （2）相等 两 （3）扭转回来 同一直线
【解析】（1）使用定滑轮的特点是可以改变力的发方向。
（2）当左、右两盘中的砝码质量相等时，绳对小车在水平方向的拉力相等，桌面上的小车处于静止状态，说明此时小车受到重力和桌面的支持力、水平方向两个力，小车受到两对平衡力的作用。
（3）小车处于静止后，保持F1与F2的大小不变，将小车扭转到如图乙所示的位置，松手后，小车将扭转回来。这一步骤说明二力平衡时，要满足二个力在同一直线上的条件。
4.如图所示，是小华同学探究二力平衡条件的实验情景。实验步骤如下：
（1）将系于小卡片（重力可忽略不计）两个对角的细线分别跨过支架上的滑轮，在细线的两端挂上钩码，使作用在小卡片的两个拉力方向相反。
A B C
（2）保持两个拉力在同一直线上，调整细线两端的钩码，当两端钩码的质量________时，小卡片平衡，如图A所示。
（3）将图A中的小卡片转过一个角度，并保持两个拉力方向相反，如图B所示，松开手后小卡片_____平衡（选填“能”或“不能”）。
（4）当小卡片平衡时，用剪刀沿虚线剪断小卡片（如图C所示），发现小卡片不能保持平衡．本实验采用的实验方法是：_________。
【答案】（2）相等（3）不能（4）控制变量法 反证法
【解析】（2）保持两个拉力在同一直线上，调整细线两端的钩码，当两端钩码的质量相等时，卡片受到向左和向右的两个拉力相等，小卡片平衡。
（3）将图A中的小卡片转过一个角度，并保持两个拉力方向相反，如图B所示，松开手后小卡片会转动，不会平衡。
（4）当小卡片平衡时，用剪刀沿虚线剪断小卡片（如图C所示），发现小卡片不能保持平衡．本实验采用的实验方法是控制变量法和反证法。
5.（2020湖南常德）在探究“二力平衡条件”的实验中，实验装置如图所示。
(1)实验时，向左盘和右盘同时放入等重的砝码，这时木块保持静止，说明一对平衡力的_____； 但小明在实验时发现，若向左盘和右盘同时放入不等重的砝码时木块仍然保持静止状态，则产生这一现象的原因是________；
(2)现保持F1与F2相等，将木块换成小车，然后扭转一个角度，松手后，小车将________，设计这一步骤的目的是为了验证二力平衡时的两个力一定________；
(3)如果将木块换成弹簧测力计，左右两盘各放入重5N的砝码，则弹簧测力计的示数为______。
A．10N B.5N C.0N
【答案】 (1) 大小相等 木块与桌面间存在摩擦力 (2) 转动回来 在同一直线上 (3) B
【解析】(1)左盘和右盘同时放入等重的砝码，则木块左右两边所受的拉力的大小相等，能处于静止状态，所以能说明一对平衡力的大小相等。
小明在实验时，放入左右盘的砝码并不等重，但木块仍能保持静止，是因为木块与桌面之间有摩擦，所以木块所受的左右两个拉力大小不等，但由于摩擦力的影响，还是能处于平衡状态。
(2)将木块换成小车后，小车与桌面的摩擦力较小，小车所受的两个拉力大小虽然相等，但两个拉力的方向不在同一直线上，于是两个拉力让小车转回原位，所以二力平衡时，两个力大小要相等，方向也需要在同一直线上。
(3)把木块换成弹簧测力计后，在左右盘中放入5N的砝码，则弹簧测力计所受的拉力为5N，所以其示数为5N，故B选项正确。
6.（2021四川泸州）某实验小组探究二力平衡条件的实验装置如图所示，M为一轻薄塑料片，实验中所用的钩码均为100g，不计绳重及摩擦（g取10N/kg）。
（1）在图甲的装置中滑轮的作用是_______。
（2）当左右两端同时各挂1个钩码时，塑料片静止，其左端受到的拉力F1与右端受到的拉力F2的方向_______；当左端再挂上一个钩码时，如图乙所示，塑料片将做_______（选填“匀速”或“变速”）运动，此时塑料片受到的合力为_______N。
（3）在图甲实验的基础上，用剪刀将塑料片从中间剪断，断开的塑料片向两边加速运动，说明不任同一物体上的两个力________平衡（选填“他”或“不能”）。
【答案】 (1) 改变力的方向 (2)相反 变速 1 (3)不能
【解析】（1）在图甲的装置中滑轮是定滑轮，它的作用是改变力的方向。
（2）当左右两端同时各挂1个钩码时，塑料片静止，其左端受到的拉力F1向左，右端受到的拉力F2的方向向右，F1、F2的方向相反。
当左端再挂上一个钩码时，如图乙所示，塑料片受到的力左侧大于右侧，故纸片将做变速运动；此时塑料片受到的合力为
（3）在图甲实验的基础上，用剪刀将塑料片从中间剪断，断开的塑料片各自受到同侧钩码的拉力向两边加速运动，不再是平衡状态，说明不任同一物体上的两个力不能平衡。
7.在探究“二力平衡的条件”实验中，如图甲乙所示，小刚把木块、小华把小车放在光滑的水平桌面上，他们分别向托盘里加减砝码观察现象。
（1）这两个实验装置中，你认为装置______（选填“甲”或“乙”）更科学，其主要原因是为了减少______对实验结果的影响。
（2）在装置乙中，将小车旋转一定角度，松手后，发现小车又恢复原状，这说明两个力在______上，物体才能平衡。
（3）在实验中通过加减______来改变桌面上的物体所受拉力的大小。
（4）小丽利用如图丙所示装置，将系于小卡片（重力可忽略不计）两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端分别挂上相同个数的钩码，在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，并观察到两边钩码落下、由此可以得到二力平衡的另一条件是两个力必须作用在______。
【答案】乙 摩擦力（阻力） 同一直线 砝码的个数（或者质量） 同一物体
【解析】（1）乙装置物体与桌面的摩擦由滑动摩擦变为更小的滚动摩擦，减小摩擦对实验的影响，所以更合理。
（2）将小车旋转一定角度，松手后，这样两个力不在同一直线上，小车旋转后又恢复原状，说明两个力必须作用在同一直线上，物体才能平衡。
（3）小车受到的拉力F1和F2分别等于水平桌面两端所挂钩码的重力，可以通过调整钩码的个数来改变F1和F2的大小。
（4）当小卡片平衡时，用剪刀沿虚线迅速剪断小卡片，由于二个力不在同一物体上，所以两侧钩码落下，说明二力平衡的又一个条件是作用在同一物体上。
8．如图甲是小明同学探究二力平衡条件时的实验情景。
（1）小明在实验中选择小卡片的目的是为了忽略小卡片的_________对实验的影响；
（2）要验证不在“同一直线的力”是否平衡，实验中的操作是将小卡片_______（选填“翻转”或“扭转”），松手后观察小卡片是否平衡；
（3）当小卡片处于平衡状态时，若用剪刀将小卡片剪成两半，再观察两半小卡片是否平衡，这样做是为了验证二力平衡时两个力必须作用在________；
（4）在探究同一问题时，小华将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，老师认为还是小明的方案更好，小华的方案存在的缺陷是________对实验的影响较大。
【答案】重力 扭转 同一物体上 摩擦力
【解析】（1）选用小卡片做实验，可以减小实验物体的质量，从而减小物体的重力对实验的影响。
（2）要探究不在同一直线上的力是否平衡，可让力不作用在同一直线上，那么扭转小卡片，即可让其受到的水平方向的两个拉力的作用不在同一直线上，松手后观察小卡片的状态，便可验证出结论。
（3）小卡片本是一个整体，将其剪成两半，即分成了两个物体，而此时拉力便作用在两个物体上，观察此时卡片的运动情意，是为了二力平衡时，两个力必须作用在同一物体上。
（4）小明的方案比小华的好，原因是：小华的方案中，木块受到的摩擦力较大，这个摩擦力对实验的影响较大，会影响实验结果。
9．在“探究二力平衡的条件”活动中。
（1）如果物体只受到两个力的作用，且处于静止或匀速直线运动状态，说明这两个力是相互平衡的。小明和小红两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案，如图甲所示，请你判断出他们改进的先后顺序：______________（用字母ABC表示），这样的改进是为了减小______________对实验的影响；
（2）如图乙是最终确认的实验方案。此方案中由于_________________，故卡片的重力可以忽略不计；
（3）将图乙中的小卡片旋转一个角度，并保持两个拉力方向相反，松开手后小卡片不能平衡了，本次实验探究的是：_____________________；
（4）小明又提出，利用如图丙所示的实验装置来探究物体做匀速直线运动时二力平衡的条件。那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢？在已知钩码的重力前提下，小明提出了自己的实验方案：用弹簧测力计拉着钩码在______（选填“水平方向”或“竖直方向”、“任意方向”）做匀速直线运动，根据观察到__________且等于钩码重力的现象，可以得出结论：物体静止时的二力平衡条件同样适用于物体处于匀速直线运动状态；
（5）如图丁，小红尝试在匀速直线运动状态下进行研究：在右边绳端挂2N重的钩码，然后通过弹簧测力计向左水平匀速拉动木块，此时弹簧测力计的示数为2.2N，从而得出“相互平衡的两个力大小不相等”，此结论是____（选填“正确”或“错误”）的；此时若让木块水平匀速向右运动，则弹簧测力计的示数应该为____N。
【答案】BCA 摩擦力 卡片的质量较小 不在同直线上的两个力能否平衡 竖直方向 弹簧测力计的示数不变 错误 1.8
【解析】（1）图甲的三个设计方案，B中物体与水平桌面间是滑动摩擦，产生的摩擦力较大，对实验结果影响较大，A中物体与水平桌面间是滚动摩擦，则摩擦力对实验结果影响较小，C中物体悬空，与空气的摩擦最小，所以实验方案改进的先后顺序是：BAC。这样改进是为了减小摩擦对实验的影响。
（2）图乙中，卡片的质量较小，所受的重力较小，相对钩码的重力而言，其重力可忽略不计。
（3）小卡片旋转一个角度后，两个拉力大小和方向不变，但不是作用在同一直线上，所以松手后小卡片不能平衡，这为了探究不在同一直线上的两个力能否平衡。
（4）图丙中，应让测力计在竖直方向匀速直线运动，因为钩码所受的重力方向竖直向下，让拉着钩码的测力计在竖直方向上匀速直线运动，可观察到弹簧测力计的示数不变，且等于钩码的重力，因为这时钩码所受的拉力与重力是一对平衡力。
（5）小红尝试的实验中，物体在水平方向上除了受到测力计的拉力、钩码的拉力外，还受到桌面摩擦力的作用，且此时摩擦力较大，不能忽略不计，所以实验中的结论错误。
由题意知，桌面对物体的摩擦力f=2.2N-2N=0.2N
若让木块水平向右匀速运动，则物体的受力为：测力计水平向左的拉力、钩码水平向右的拉力和桌面对它的水平向左的摩擦力，而此时物体对桌面的压力、接触面的粗糙程度不变，则摩擦力的大小也不变，那么测力计此时的拉力F=F拉-f=2N-0.2N=1.8N
10．如图甲所示，是探究“二力平衡的条件”的实验装置图。
（1）当向两端的托盘里分别加入两个相同的砝码后，小车静止在桌面上，这说明二力平衡时，两个力的大小___________。
（2）然后把小车扭转一个角度，松手后，观察小车的运动状态，这样做的目的是为了探究两个平衡的力是否作用在___________。
（3）如果将小车换成弹簧测力计（如图乙），在左、右两端的托盘中各放入重为3N的砝码，则弹簧测力计的示数为___________选填 “6N”、 “3N”或“0N”）。
（4）如果剪断图甲中左边的细线，小车将向右做加速运动，在加速运动的过程中，小车的惯性将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】相等 同一直线上 3N 不变
【解析】（1）向两端的托盘里分别加入两个相同的砝码，小车受到两个拉力的大小相等，此时小车静止在桌面上，说明二力平衡时，两个力的大小相等。
（2）把小车扭转一个角度，此时小车受到的两个力不在同一直线上，松手后小车将不能保持平衡，要恢复到原来两个力在同一直线上时，小车才能重新平衡。这样做的目的是为了证明两个平衡的力要作用在同一直线上。
（3）将小车换成弹簧测力计，在左、右两端的托盘中各放入重为3N的砝码，则此时弹簧测力计受力平衡，保持静止，相当于测一端的拉力大小，故其示数为3N。
（4）惯性大小只与物体的质量有关，剪断图甲中左边的细线，小车将向右做加速运动，在加速运动的过程中，小车的质量不变，则惯性不变。