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专题05 探究二力平衡的条件实验分析-2023-2024学年八年级下册物理阶段性专题复习及模拟测试（苏科版）
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这是一份专题05 探究二力平衡的条件实验分析-2023-2024学年八年级下册物理阶段性专题复习及模拟测试（苏科版），文件包含专题05探究二力平衡的条件实验分析原卷版docx、专题05探究二力平衡的条件实验分析解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共40页， 欢迎下载使用。
【实验目的、原理、方法】
①实验目的：探究二力平衡的条件；
②实验原理：力能改变物体的运动状态；
③实验方法：控制变量法。
【实验器材】
小车、棉线、钩码、滑轮、水平桌面、小纸片。
【器材作用及图像】
①小车：实验主体；
②棉线：连接小车与钩码；
③钩码：提供和改变对小车的拉力；
④滑轮：改变力的方向。
【实验步骤】
如图甲：
步骤①把小车放在光滑的水平桌面上，向挂在小车两端的托盘里放钩码。这样小
车在水平方向受到两个拉力，用力的示意图画出小车受到的两个拉力。观察小车在什么情况
下保持运动状态不变；
步骤②用手按住小车，改变两端钩码数量，使两个拉力大小不等。然后松手，观察小车能
不能保持静止；
步骤③用手按住小车，让两端钩码数量相等，让两个力的方向相同，然后松手，观察小车
能不能保持静止；
步骤④用手按住小车，让两端钩码数量相等，让小车扭转一个角度，然后松手，观察小车
能不能保持静止；
步骤 = 5 \* GB3 ⑤用手按住小车，让两端钩码数量相等，再让拉力方向相反，且在同一条直线上，然
后松手，观察小车能不能保持静止。
如图乙：
步骤⑥剪刀将硬纸片从中间剪开，观察小车能不能保持静止。
【实验结论】
二力平衡的条件要求这两个力：
1、大小相等（等大） 2、方向相反（反向）
3、同一直线（共线） 4、同一物体（同体）
【实验数据记录】
【实验补充】
1、平衡力及平衡状态的判定：
（1）平衡力：物体在受到几个力的作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡；
（2）平衡状态：物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态；
（3）物体收到平衡力的作用，那么物体就处于平衡状态。
2、平衡力和相互作用力的区分：
（1）二力平衡特点：同体、等大、反向、共线。
（2）相互作用力特点：不同体、等大、反向、共线。
3、二力平衡条件的应用
（1）二力平衡的条件是：作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡，对于二力平衡条件，我们必须注意上面四个要点，且这四个要点缺一不可；
（2）在平衡力作用下，原来处于静止状态的物体，依然处于静止状态，原来运动的物体，一定以原来的速度做匀速直线运动；
（3）静止的物体只受两个力作用时，这两个力一定是平衡力；匀速直线运动的物体，如果只受两个力作用，那么这两个力也一定是平衡力。
【常考实验问题】
1、实验中甲图滑轮的作用是 改变力的方向 ；
2、实验中甲图应选择较 光滑 （选填“光滑”或“粗糙”）的实验桌面；
3、实验中甲图通过调整 钩码个数 来调整拉力大小；
4、实验中乙图选择轻质卡片的目的是 减小摩擦力对实验的影响 ；
5、如图甲所示，当左右两端同时挂两个钩码时，小车静止，此时F1、F2的大小 相等 ，方向 相反 ；
6、为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上，小明用轻质硬纸片代替小车做实验，如图乙所示，他将要对硬纸片进行的操作是 用剪刀将硬纸片从中间剪开 ；
7、图甲的探究装置中研究对象是 小车 ，实验中判断其是否受平衡力作用的依据是物体处于 静止 状态；
8、把小车转过一个角度，然后松手，观察到小车转动，最后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在 同一条直线上 才能平衡。
典例分析＋变式训练
题型1 探究二力平衡的条件实验
【典例1-1】（2022春•碑林区校级期末）如图是探究二力平衡的实验，通过改变钩码 个数 来改变力的大小；将卡片扭转一定角度是为了验证不在 同一直线上 的两个力是否平衡；为了验证不在同一物体上的两个力是否平衡，可以将卡片 剪为两半 。
【答案】个数；同一直线上；剪为两半。
【解答】解：（1）在探究二力平衡的实验中，通过调整钩码的个数来改变拉力的大小；
（2）为了验证不在同一直线上的两个力是否平衡时，应将小卡片转过一个角度，松手后观察小卡片能否静止；
（3）为了验证不在同一物体上的两个力是否平衡，可以把小卡片一剪为二，变为两个卡片，观察两个小卡片是否处于静止状态。
故答案为：个数；同一直线上；剪为两半。
【典例1-2】（2022春•岳麓区校级期中）如图甲所示是小明同学设计组装的“探究二力平衡的条件”实验装置。
（1）实验中，保持F1和F2大小相等，用手将小车扭转一个角度，松手后，小车将 转动 （选填“转动”或“保持静止”），设计这一步骤是为了探究两个力是否 在同一直线上 。
（2）小燕同学设计组装了如图乙所示的实验装置，比较甲、乙两种实验装置， 甲 的实验装置更合理。
【答案】转动；在同一直线上；（2）甲。
【解答】解：（1）保持力F1与F2大小相等，用手将小车扭转一定的角度，松手后，两力不在一直线上，小车将转动，所以实验中设计这一步骤的目的是为探究二力平衡时是否要满足两个力必须在一条直线上；
（2）图甲的实验装置更加合理，因为乙图用木块做实验时，木块与桌面间的摩擦比较大，而用小车减小了摩擦力对实验的影响。
（1）转动；在同一直线上；（2）甲。
【变式1-1】（2022春•香坊区校级期中）如图为研究二力平衡条件的实验装置，下列关于这个实验的叙述错误的是（ ）
A．调整两边的托盘所放的钩码数量，可以改变力的大小
B．为使实验效果明显，应选用质量较大的小车
C．为了减小摩擦，应选用尽量光滑的水平桌面
D．将小车扭转一个角度，是为了研究两个力不在同一直线上能否平衡
【答案】B。
【解答】解：A．调整两边的托盘所放的钩码数量，可以改变力的大小，可以探究二力平衡时两个力的大小关系，故A正确；
B．质量较大的小车对桌面的压力大，小车受到的摩擦力大，对实验影响较大，故B错误；
C．为了减小摩擦，应选用尽量光滑的水平桌面，可以减小摩擦对实验的影响，故C正确；
D．将小车扭转一个角度，是为了改变力的作用线的位置，探究二力平衡时两个力的是否在同一直线上，故D正确。
故选：B。
【变式1-2】（2022春•朝阳区校级期中）在探究“二力平衡条件”的实验中：
（1）设计组装的实验装置如图所示，如果在两线端挂上不同质量的钩码，是用于探究两个力的 大小 对物体平衡的影响；老师指出实验桌面越光滑越好，其原因是减小 小车与桌面间的摩擦力 对小车运动状态的影响。
（2）保持F1与F2相等，用手将图中的小车扭转一个角度，使拉力F1和F2不在同一直线上，松手后，小车将 不能 （选填“能”或“不能”）在此
位置平衡。
【答案】（1）大小；小车与桌面间的摩擦力；（2）不能。
【解答】解：（1）实验中通过改变两个托盘中放入砝码的质量来改变小车两端的拉力大小，因此使两个托盘中砝码的质量相等或不相等，是为了探究两个力的大小对小车平衡的影响；
老师指出实验桌面越光滑越好，其原因是减小小车与桌面间的摩擦力对小车运动状态的影响；
（2）保持两个托盘中的砝码质量相等，则F1和F2相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度后，使拉力F1和F2不在同一直线上，松手后，可观察到小车的运动状态，小车将不能在此位置平衡。
故答案为：（1）大小；小车与桌面间的摩擦力；（2）不能。
【变式1-3】（2022秋•延庆区期末）在探究“二力平衡条件”的实验中，光滑水平桌面上设计组装的实验装置如图甲所示。
（1）在探究力的大小对二力平衡的影响时，可通过调整 砝码的质量 来改变F1和F2的大小。
（2）保持F1与F2相等，用手将小车扭转到图乙中的位置（F1和F2作用线相平行），松手后，小车将 不能处于静止状态，要发生转动 。实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须满足哪个条件？ 必须作用在同一条直线上 。
【答案】（1）砝码的质量；（2）不能处于静止状态，要发生转动；必须作用在同一条直线上。
【解答】解：（1）实验中改变砝码的质量，来改变F1和F2的大小；
（2）小车受到的F1与F2大小相等，不在同一条直线上，小车不能处于静止状态，要发生转动，可以探究二力平衡时，二力是否必须作用在同一条直线上。
故答案为：（1）砝码的质量；（2）不能处于静止状态，要发生转动；必须作用在同一条直线上。
能力提升训练
一、实验题。
1．（2022春•江汉区期中）小明和小红分别“探究二力平衡的条件”。
（1）小明设计的方案如左图：把木块放到水平桌面上，木块两端用细线挂着相同的托盘，两根线分别跨过两个定滑轮，使作用在小车上的两个拉力方向相反，且在同一条直线上。当向左、右两盘分别同时加入100g、120g的砝码时，木块处于静止状态，此时木块两边所受的拉力 相等 （选填“相等”或“不相等”）。
（2）小红则认为，本实验应用带轮的小车替代木块作为研究对象（如图所示），这样的改进是为了减小 摩擦力 对实验的影响；实验时通过调整盘中 钩码的数量 来改变拉力的大小；当小车平衡时，小红将小车转过一个角度，松手后观察 释放瞬间 （选填“释放瞬间”或“最终”）小车能否平衡。
【答案】（1）相等；（2）摩擦力；钩码的数量；释放瞬间。
【解答】解：（1）当左盘和右盘中砝码的质量不相等，发现木块仍然处于静止状态，说明木块还受平衡力的作用；此时木块有向右运动的趋势，桌面对木块有向左的摩擦力，向左的拉力、向左的摩擦力与向右的拉力这三个力平衡，即此时木块两边所受的拉力相等；
（2）相同条件下，滚动摩擦远小于滑动摩擦力，实验中用小车代替木块，可减小摩擦力对实验的影响；
在线的两端挂上钩码的作用是使两个拉力的方向相反，可通过调整钩码的数量来改变拉力的大小；
将小卡片转过一个角度，两个拉力不在同一直线上，松手后纸片释放瞬间不能平衡，设计此实验步骤的目的是为了探究不在同一直线上的两个力是否平衡。
故答案为：（1）相等；（2）摩擦力；钩码的数量；释放瞬间。
2．（2022春•海淀区校级期中）某实验小组在“探究二力平衡的条件”实验中：
（1）实验小组设计了如图甲实验装置进行实验，发现在如图甲所示的情况下，木块仍然处于静止状态，经过同学们分析讨论，认为是 摩擦力 对实验结果产生了影响；
（2）改进的实验器材如图乙所示
①在一张轻质卡片的对角打孔，并在两孔之间画一条直线；
②手拿住小卡片，在细线两端各挂上一个50g的钩码，放手后，小卡片处于静止状态，说明小卡片受力 平衡 （选填“平衡”或“不平衡”），小卡片受到的合力大小是 0 N；
③保持细线两端所挂钩码均为50g不变，将小卡片转至一定角度，松手后小卡片转动，说明不在同一直线上的两个力 不能 （选填“能”或“不能”）平衡；
④在左端再挂上一个50g的钩码，小卡片将 向左运动 （选填“向左运动”、“向右运动”或“保持静止”）；
⑤通过实验，能得出二力平衡的两个条件是两个力大小 相等 ，方向 相反 。
【答案】（1）摩擦力；（2）②平衡；0；③不能；④向左运动；⑤相等；相反。
【解答】解：（1）在木块两侧挂不同数量的钩码时，发现木块仍然处于静止状态，木块还受平衡力的作用；此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的作用，向右的拉力和摩擦力与向左的拉力是平衡力；
（2）②小卡片两端通过滑轮挂上钩码，两侧钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力，拉力的大小等于钩码的重力，当左右两端同时挂上相同的钩码个数时小卡片保持静止，处于平衡状态，所以此时小卡片两端的拉力的大小相等，则小卡片此时受到的合力大小为0N；
③当小卡片平衡时，将小卡片转过一个角度，松手后小卡片不能平衡，设计此实验步骤的目的是为了探究一对平衡力是否需要在同一直线上；
④此时若左端再挂上一个50g的钩码，左侧拉力增大，则小车将向左运动。
⑤二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
故答案为：（1）摩擦力；（2）②平衡；0；③不能；④向左运动；⑤相等；相反。
3．（2022春•漳州期末）在“探究二力平衡条件”的实验中，小宇依次进行实验。
（1）如图甲，木块左右两边各挂一个相等质量的钩码时，木块处于静止状态。小宇在右边钩码上加一小块橡皮泥时，木块仍处于静止状态，这时木块在水平方向受到的是 平衡 （选填“平衡”或“非平衡”）力；取下橡皮泥，在右边再加一钩码时，木块却向右运动；
（2）在老师的建议下小宇对实验进行改进，如图乙用小车替换木块进行实验，目的是减小 摩擦力 对实验的影响；
（3）如图丙用卡片替换小车，应使用硬纸板，这样可以减小重力对实验的影响。在实验中，将卡片旋转一定角度，松手后发现卡片旋转到原来位置，这说明两个力必须作用在 同一直线 上，物体才能平衡。
【答案】（1）平衡；（2）摩擦力；（3）同一直线。
【解答】解：
（1）因木块仍处于静止状态，则木块在水平方向上应受平衡力的作用。
（2）用小车替换木块，变滑动为滚动，主要是为了减小摩擦力对实验的影响。
（3）实验中，将卡片旋转一定角度，此时卡片在水平方向上受到的两个力不在同一直线上，松手后发现卡片旋转到原来位置，即卡片在水平方向上受到的这两个力在同一直线上时，卡片才静止不动，说明这两个力必须作用在同一条直线上时，物体才能平衡。
故答案为：（1）平衡；（2）摩擦力；（3）同一直线。
4．（2022春•路北区期中）如图甲所示是小明探究二力平衡条件时的实验装置。
（1）当小车处于静止状态或 匀速直线运动 状态时，水平方向上小车受到的两个力是相互平衡的。
（2）如图乙是同组小红设计的实验装置，你认为装置 甲 （选填“甲”或“乙”）更科学。原因是 甲装置可以减小摩擦力对实验的影响或乙装置木块与桌面间的摩擦力较大，对实验的影响较大 。
（3）小明实验中发现两边的托盘中砝码质量不相等时小车运动，砝码质量相等时小车静止，这说明二力平衡的一个条件是 大小相等 ．
（4）小明想探究二力平衡时两个力是否在同一直线上，如图甲所示，保持两托盘里砝码的质量相等，他下面的操作是： 将小车扭转一定角度，松手后观察小车是否能保持平衡状态 。
（5）如图所示，将小车换成弹簧测力计，物体A和B的重力分别为10N和6N，不计弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦，则弹簧测力计的示数为 6 N。
【答案】（1）匀速直线运动；（2）甲；甲装置可以减小摩擦力对实验的影响或乙装置木块与桌面间的摩擦力较大，对实验的影响较大；（3）大小相等；（4）将小车扭转一定角度，松手后观察小车是否能保持平衡状态；（5）6。
【解答】解：（1）小车处于静止状态或匀速直线运动状态时，小车受到一对平衡力的作用；
（2）甲实验装置中用小车进行实验优于乙实验方案，原因是小车与桌面间属于滚动摩擦，是变滑动摩擦力为滚动摩擦力，减少摩擦力对实验结果的影响，故甲正确；
（3）实验中是通过调整钩码数量来改变拉力的大小，当物体所受的拉力F1＝F2且物体保持静止状态，两边的托盘中砝码质量不相等时小车运动，这说明二力平衡的一个条件是大小相等；
（4）用手将小车扭转一个角度，这样两个力不在同一直线上，小车将无法在这个位置平衡，松手后，发现小车旋转后又恢复原状，说明两个力必须满足的条件是两个力在一条直线上；
（5）以A为研究对象，分析A受力情况：重力，细线的拉力和地面的支持力，细线的拉力小于A的重力，A静止在地面上，则B也静止，细线的拉力等于B的重力，又弹簧秤的读数等于细线的拉力，所以弹簧秤的读数为6N。
故答案为：（1）匀速直线运动；（2）甲；甲装置可以减小摩擦力对实验的影响或乙装置木块与桌面间的摩擦力较大，对实验的影响较大；（3）大小相等；（4）将小车扭转一定角度，松手后观察小车是否能保持平衡状态；（5）6。
5．（2022春•船营区校级期中）在探究“二力平衡条件”的实验中：
（1）甲、乙两组同学分别选择器材后，设计组装的实验装置如图所示。老师指出乙组同学选择的器材更加合理，其原因是： 减小摩擦对实验的影响 。
（2）在两边挂上等重的砝码，将木块扭转一个角度，使木块的两边细绳相互平行，但不在同一直线上。放开木块后，木块将 转动 。结论：要使两个力互相平衡，两个力必须在 同一直线上 。
（3）若有一组同学用甲装置实验时，在左右两盘同时放入质量不等的砝码，放开木块，木块仍然保持静止，此时木块受到的力是 平衡力 （填“平衡力”或“非平衡力”）。
【答案】（1）减小摩擦对实验的影响；（2）转动；同一直线上；（3）平衡力。
【解答】解：（1）乙器材将木块改为小车，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）在两边挂上等重的砝码，将木块扭转一个角度，使拉力F1与F2不在同一条直线上，观察到木块发生转动，说明要使两个力互相平衡，两个力必须在同一直线上；
（3）若两边拉力不相等，则木块相对于桌面具有相对运动趋势，此时桌面对木块产生摩擦力的作用，木块在两个拉力及摩擦力的作用下保持静止，木块处于平衡状态，所以受的力是平衡力；
故答案为：（1）减小摩擦对实验的影响；（2）转动；同一直线上；（3）平衡力。
6．（2022春•大武口区校级期中）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的。如图所示是可供选择的两种探究方案。
（1）图a的探究方案中研究对象是小卡片，图b的探究方案中研究对象是 小车 ，实验中a方案要优于b方案的原因是 摩擦力越小对实验的影响越小 ；
（2）小明选择了图a所示的探究方案，他将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮后，就在两线端挂上钩码。这是用于探究两个力的 大小 和 方向 对物体平衡的影响；
（3）探究活动中还要求要把小卡片转过一个角度，然后再松手。这样做的目的是用于探究不在 同一条直线 上的两个力对物体平衡的影响。
【答案】（1）小车；摩擦力越小对实验的影响越小；（2）大小；方向。（3）同一条直线。
【解答】解：（1）图b的探究方案中小车受到两个力的作用，研究对象是小车。
实验中a方案要优于b方案的原因是摩擦力越小对实验的影响越小。
（2）将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮后，就在两线端挂上钩码。这是用于探究两个力的大小和方向对物体平衡的影响。
（3）要把小卡片转过一个角度，然后再松手。这样做的目的是用于探究不在同一直线的两个力对物体平衡的影响。
故答案为：（1）小车；摩擦力越小对实验的影响越小；（2）大小；方向。（3）同一条直线。
7．（2022春•相城区校级期中）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。由此，小明提出，能否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件？
（2）小华认为，若采用小明的方案，必须测出物体所受的 重力 和 拉力 的大小来进行比较。研究发现，在小明的方案中，只能根据相互作用的关系直接测出 拉力 的大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一个力无法直接测量，所以这一方案无法实施下去。
（3）为此，两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案，如图乙所示，请你判断出他们改进的先后顺序： B、A、C （用字母表示），这样的改进是为了减小 摩擦力 对实验的影响。
（4）小明在乙图B方案中发现当左右两边同时加入一个等重的砝码时，木块处于静止状态。小明再把右边的砝码换成一个较重的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，因此得出结论：二力平衡时，两个力的大小不一定相等，你认为这样的结论 不可靠 （选填“可靠”或“不可靠”）。这时小车在水平方向受到的力 平衡 （平衡/不平衡）。
（5）如图丙，是最终确认的实验方案。此方案中，用卡片代替小车的目的是 卡片不会受到摩擦力的影响 。
（6）小明选择了图丙所示的探究方案，他将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮后，就在两线端挂上钩码，这是用于探究两个力的 大小 和 方向 对物体平衡的影响。
（7）图丙所示的探究活动中还要求要把小卡片转过一个角度，然后再松手，这样做的目的是用于探究不在 同一直线 上的两个力对物体平衡的影响。
【答案】（1）匀速直线运动；（2）重力；拉力；拉力；（3）（3）B、A、C；摩擦力；（4）不可靠；平衡；（5）卡片不会受到摩擦力的影响；（6）大小；方向；（7）同一直线。
【解答】解：（1）当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，物体受平衡力的作用。
（2）小华认为，若采用小明的方案，拉力和重力是一对平衡力，故必须测出物体所受的拉力和重力的大小来进行比较；
研究发现，在小明的方案中，只能根据相互作用的关系直接测出拉力的大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一个力（重力）无法直接测量，所以这一方案无法实施下去；
（3）由图乙知，A图中小车与桌面是滚动摩擦，B中木块与桌面间是滑动摩擦，C图只有滑轮间的摩擦；滑动摩擦力最大，滑轮间摩擦最小，为了减小摩擦力对实验的影响，他们改进的先后顺序为：B、A、C；
（4）小宇再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，木块还受平衡力的作用，木块有向右运动的趋势，木块和桌面之间产生了向左的摩擦力的作用，向左的拉力和摩擦力与向右的拉力是平衡力；
（5）小车在水平面上时，由于小车对水平面有一定的压力，存在一定的摩擦力，会影响实验结果；用悬空的轻质小卡片可以忽略摩擦力的影响；
（6）将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮后，就在两线端挂上钩码，这是用于探究两个力的大小和方向对物体平衡的影响；
（7）把小卡片转过一个角度，两个力不在同一直线上，设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须满足的条件是在同一直线上。
故答案为：（1）匀速直线运动；（2）重力；拉力；拉力；（3）（3）B、A、C；摩擦力；（4）不可靠；平衡；（5）卡片不会受到摩擦力的影响；（6）大小；方向；（7）同一直线。
8．（2022春•汶上县期中）某实验小组利用图甲所示的实验装置做“探究二力平衡的条件”实验时，请问：
（1）实验时应选择较 光滑 （选填“光滑”或“粗糙”）的实验桌面；
（2）在图甲实验的基础上，将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动状态，这样做的目的是探究两个平衡的力是否作用在 同一直线上 ；
（3）为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上，小明用轻质卡片代替小车做实验，如图乙所示，他将要对卡片进行的操作是 剪成两部分 ；
（4）实验中定滑轮的作用是改变力的方向，通过调整 钩码的个数 可以改变拉力的大小；
（5）如果将图甲中的小车两边绳子固定在同一端上，挂相同的钩码，且沿同一方向拉小车，可以发现小车不会静止，这是为了表明小车受到的二力若平衡，必须满足 两个力的方向相反 这一条件而设计的步骤；
（6）通过上述过程可知：作用在 同一物体 上的两个力，只有当大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，这两个力才彼此平衡。
【答案】（1）光滑；（2）同一直线上；（3）剪成两部分；（4）钩码的个数；（5）两个力的方向相反；（6）同一物体。
【解答】解：（1）为了减小小车与桌面之间的摩擦对实验的影响，应选择较光滑的实验桌面；
（2）小车静止在桌面上时，所受的两个拉力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，是一对平衡力。将小车扭转一个角度后，小车所受的两个拉力不再作用在同一直线上，观察此时小车是否还能保持静止，可确定两个平衡力是否需要作用在同一直线上；
（3）要探究两个平衡力是否作用在同一个物体上，需要让两个力作用在不同的物体，观察物体是否处于平衡状态，所以需要将卡片一分为二地剪开；
（4）实验中钩码对绳子作用力是向下的，而在探究中，卡片所受的两个拉力是水平方向的，而绳子通过定滑轮后，将方向向下的拉力改变为水平方向。所以定滑轮的作用是改变力的方向；
实验中改变钩码的个数，则钩码对绳子的拉力会发生改变，则卡片所受的拉力的大小也随之改变；
（5）图甲实验稍作改变后，小车所受的两个拉力大小相等，方向相同，小车不会静止，即不能处于平衡状态，所受的两个方向相同的拉力不是平衡力，所以二力平衡，必须满足两个力的方向相反；
（6）由上述实验可得：作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，两个力彼此平衡。
故答案为：（1）光滑；（2）同一直线上；（3）剪成两部分；（4）钩码的个数；（5）两个力的方向相反；（6）同一物体。
9．（2022•南京模拟）如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景：
（1）小华将系于小卡片（重力可忽略不计）两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向 相反 ，并通过调整 钩码数量（或质量） 来改变拉力的大小；
（2）当小卡片平衡时，小华将小卡片旋转过一个角度，松手后小卡片 不能 （能/不能）平衡。设计此实验步骤是为了探究 不在同一直线上的两个力是否平衡 ；
（3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小华下一步的操作是 剪断纸片 ；
（4）如图乙所示，小华用手抓住卡片使卡片静止，当她轻轻松手后，卡片将 保持静止 （向右运动/向左运动/保持静止）；
（5）如图丙，若在左边挂重为G的砝码、右边挂重为2G的砝码，物体M恰好以速度v向右匀速直线运动；如果右边中的砝码不变，物体M在水平桌面上以2v向左做匀速直线运动，则左边中再加钩码重为（绳子与轮的摩擦不计） B 。
A．G
B．2G
C．3G
D．4G
【答案】（1）相反；钩码数量（或质量）；（2）不能；不在同一直线上的两个力是否平衡；（3）剪断纸片；（4）保持静止；（5）B。
【解答】解：（1）如图甲，小卡片两端受到的线的拉力方向相反，拉力大小等于线下端钩码重力大小，即可以通过调整悬挂的钩码数量来调整拉力的大小。
（2）将小卡片旋转过一个角度，两个拉力将不再同一条直线上，此时松开小卡片，可以观察到小卡片不能保持静止，此实验步骤是为了探究不在同一条直线上的两个力能否平衡。
（3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，可以把小卡片剪开，让两个拉力分别作用在两个物体上，观察小卡片能否保持静止。
（4）如图乙，松手前，作用在小卡片上的两个拉力方向相反、大小相等、在同一条直线上，松手后可以观察到小卡片仍然保持静止。
（5）如图丙，物体在水平方向上可能受到桌面对它的摩擦力；在左边挂重为G的砝码、右边挂重为2G的砝码，物体M向右匀速直线运动，处于平衡状态，物体受到水平向左的摩擦力为f＝G右﹣G左＝2G﹣G＝G，
如果右边中的砝码不变，要使物体M在水平桌面上向左做匀速直线运动，此时物体受到水平向右的摩擦力大小仍为G（滑动摩擦力只与压力大小以及接触面的粗糙程度有关），则左边中应该加钩码重为G左′＝G右+f＝2G+G＝3G，
即在原来G的基础上再加上2G的钩码，故选B。
故答案为：（1）相反；钩码数量（或质量）；（2）不能；不在同一直线上的两个力是否平衡；（3）剪断纸片；（4）保持静止；（5）B。
10．（2022春•贵阳期中）如图是某实验小组探究二力平衡的条件的实验情景：
（1）在细线的两端挂上钩码，使作用在木块上的两个拉力方向相反，并通过调节 钩码数量 来改变两端拉力的 大小 ；
（2）如图甲，实验时发现在细线左右两端同时挂一个质量相等的钩码时，木块A处于静止状态。若再将一个质量较小的钩码轻轻挂在细线右端，观察到木块A仍然处于静止状态，经过同学们分析讨论，认为是 摩擦力 对实验结果产生了影响；
（3）如图乙，小明用小车B替换木块A进行实验的目的是 减小摩擦力对实验的影响 ；实验中他是通过观察小车是否处于 静止 状态来判断它受的两个力是否平衡；
（4）同组的小红利用轻质小卡片C替换小车B进行实验，在一张轻质小卡片的对角位置打孔，并在两孔之间画一条直线，改进的实验器材如图丙所示：
①选择轻质小卡片的目的是 忽略卡片重力对实验的影响 ；
②手拿住小卡片，在细线两端各挂上一个50g的钩码，放手后，小卡片处于静止状态，说明小卡片受力平衡，小红接下来进行了如图丁的操作，放手后将观察到卡片 转动 ，这样做的目的是： 验证不在同一条直线上的两个力能否平衡 。
【答案】（1）钩码数量；大小；（2）摩擦力；（3）减小摩擦力对实验的影响；静止；（4）①忽略卡片重力对实验的影响；②不能；验证不在同一条直线上的两个力能否平衡。
【解答】解：（1）在细线的两端挂上钩码，使作用在木块上的两个拉力方向相反，并通过调节钩码的数量来改变两端拉力的大小；
（2）在细线左右两端同时挂一个质量相等的钩码，由于左右砝码的质量相等，故木块两边所受的拉力相等；
再将一个质量较小的钩码轻轻挂在细线右端时，发现木块仍然处于静止状态，所以木块还受平衡力的作用；此时木块有向右运动的趋势，桌面对木块有向左的摩擦力，向左的拉力、向左的摩擦力与向右的拉力这三个力平衡；摩擦力对实验结果产生了影响；
（3）为减小摩擦力对实验的影响，用小车B替换木块A进行实验；通过观察小车是否处于静止状态来判断它受的两个力是否平衡；
（4）①利用轻质小卡片C替换小车B进行实验，小卡片几乎悬在空中，实验受摩擦力影响很小，卡片重力小，可忽略其重力对实验的影响；
②手拿住小卡片，在细线两端各挂上一个50g的钩码，放手后，小卡片处于静止状态，说明小卡片受力平衡，小红接下来进行了如图丁的操作，将卡片扭转一个角度，两个力不在同一直线上，已知两个力的大小相等，方向相反，所以可以探究验证不在同一条直线上的两个力能否平衡；由于不满足二力平衡的条件，放手后将观察到卡片转动。
故答案为：（1）钩码数量；大小；（2）摩擦力；（3）减小摩擦力对实验的影响；静止；（4）①忽略卡片重力对实验的影响；②不能；验证不在同一条直线上的两个力能否平衡。
11．（2022春•东莞市期中）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 乙 （选填“甲”或“乙”）更科学，其主要原因是为了减少 摩擦力 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，这说明两个力作用在 同一直线 上，物体才能平衡。
（3）在实验中通过 改变钩码数量 来改变桌面上的物体所受拉力的大小。
（4）为了验证二力平衡时两个力是否在同一物体上，在图丙情况下，下一步的操作是：把卡片 从中间剪开 ，再观察卡片的运动情况。
【答案】（1）乙；摩擦力；（2）同一直线；（3）改变钩码数量；（4）从中间剪开。
【解答】解：（1）为了减小摩擦力对该实验的影响，故乙装置更合理，小车与桌面间属于滚动摩擦，比滑动摩擦力小得多；
（2）用手将小车旋转一个角度，这样两个力不在同一直线上，小车将无法在这个位置平衡，说明两个力必须满足两个力在一条直线上；
（3）在实验中通过改变钩码数量来改变桌面上的物体所受拉力的大小；
（4）用剪刀将卡片从中间剪开，则两个力作用在了两个物体上，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同一物体上。
故答案为：（1）乙；摩擦力；（2）同一直线；（3）改变钩码数量；（4）从中间剪开。
12．（2022春•朝阳区校级期中）图甲是小阳同学探究二力平衡条件实验装置图。
（1）实验中他是通过观察小车是否处于 静止 状态来判断它受到的两个力是否平衡。
（2）改变两个托盘中放入砝码的质量，使两个托盘中砝码的质量相等或不相等，是为了探究两个力的 大小 对小车平衡的影响。
（3）保持两个托盘中的砝码质量相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动状态，是为了探究两个力是否在 同一直线上 对小车平衡的影响
（4）在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，同学们认为小阳的实验优于小明的实验。其主要原因是 A 。
A．减少摩擦力对实验结果的影响
B．小卡片是比较容易获取的材料
C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D．小卡片容易扭转
【答案】（1）静止；（2）大小；（3）同一直线上；（4）A。
【解答】解：（1）静止的物体或匀速直线运动的物体都受到平衡力的作用，本实验中是通过观察小车是否处于静止状态来判断它受到的两个力是否平衡。
（2）实验中通过改变两个托盘中放入砝码的质量来改变小车两端的拉力大小，因此使两个托盘中砝码的质量相等或不相等，是为了探究两个力的大小对小车平衡的影响。
（3）保持两个托盘中的砝码质量相等，则F1和F2相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动状态，是为了探究两个力是否在同一直线上对小车平衡的影响。
（4）小阳实验用的小车，在水平桌面上受到的摩擦力属滚动摩擦力；小明实验用的木块，放在水平桌面上，木块和桌面之间是滑动摩擦力，相同情况下，滚动摩擦小于滑动摩擦，用滚动摩擦代替滑动摩擦可以减小摩擦力对实验的影响，所以小阳的实验方案要优于小明的实验方案。故A正确，BCD错误。
故选：A。
故答案为：（1）静止；（2）大小；（3）同一直线上；（4）A。
13．（2022春•武江区校级期中）小军和小红利用如图所示装置探究二力平衡条件。
（1）图甲装置的研究对象是 木块A （选填“木块A”或“砝码”），实验中判断其是否受平衡力作用的依据是物体是否处于 静止 状态。
（2）小军某次利用图乙装置进行实验时，在左盘放入0.3kg的砝码，在右盘中放入0.25kg的砝码，小车静止，此时小车受到的 一定是 （选填“可能是”、“一定是”或“不是”）平衡力。这个现象与二力平衡条件不完全相符，你认为原因可能是 桌面对小车有摩擦力 。
（3）小红为了避免出现小军的情况，采用图丙所示装置进行实验，在实验中她应使用 轻质 硬纸板。（选填“轻质”或“厚重”）
（4）小红在硬纸板平衡后，将硬纸板转过一个角度，如图丙，然后再松手。这样做是为了探究一对平衡力是否作用在 同一直线上 （选填“同一物体上”或“同一直线上”）。
【答案】（1）木块A；静止；（2）一定是；桌面对小车有摩擦力；（3）轻质；（4）同一直线上。
【解答】解：（1）实验中通过观察木块A能否静止，确定其是否处于平衡状态，故研究对象是木块A，判断其是否受平衡力作用的依据是木块A是否处于静止状态。
（2）实验中，当左盘放入0.3kg的砝码、右盘中放入0.25kg的砝码时，小车处于静止状态，此时小车受平衡力的作用，但此时小车有向左运动的趋势，桌面对小车有向右的摩擦力。
（3）小红用图丙中所示的硬纸板C进行实验，使得接触面分离，减小摩擦力的影响，实验中应使用质量小的轻质硬纸板以减小重力的影响。
（4）当硬纸板平衡时，小红将硬纸板转过一个角度，松手后硬纸板不能静止，是为了探究一对平衡力是否作用在同一直线上。
故答案为：（1）木块A；静止；（2）一定是；桌面对小车有摩擦力；（3）轻质；（4）同一直线上。
14．（2022春•定州市期中）某物理兴趣小组的同学们利用图甲装置进行“二力平衡条件”的探究：
（1）图甲的探究装置中研究对象是 小车 ，实验时应选择较 光滑 （光滑/粗糙）的实验桌面。
（2）小阳向左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码时，小车处于静止状态；改变其中一端的砝码数量，发现小车无法保持静止状态，由此说明两个力必须 相等 才能平衡。
（3）把小车转过一个角度，然后松手，观察到小车转动，最后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在 同一直线上 才能平衡。
（4）某次实验中，当左盘放入稍大一点的砝码时，两个拉力大小不同，但小车仍处于静止状态，此时小车受到的 是 （是/不是）平衡力，产生这一现象的原因可能是小车受到 摩擦力 的影响。
（5）为尽量减少以上影响，同组的小敏同学提出将甲装置中的小车换成小卡片，如图乙，实际操作中还发现乙装置具有更适合探究 B 的优点（填字母）。
A.不在同一条直线上的两个力能否平衡
B.不在同一物体上的两个力能否平衡
【拓展】小阳同学完成课本实验后，提出了一个问题猜想：只受一个力作用的物体也能保持平衡状态。为了验证猜想，他将一个小球用一根细线悬挂起来，如图丙，剪断细线后小球下落，如图丁。由实验可知，小阳的猜想 错误 （正确/错误）的。
【答案】（1）小车；光滑；（2）相等；（3）同一直线上；（4）是；摩擦力；（5）B；
【拓展】错误。
【解答】解：（1）实验中通过观察小车能否静止，确定其是否处于平衡状态，故研究对象是小车；把小车放在较光滑的水平桌面上，小车受到的摩擦力越小，摩擦力对实验的影响越小，对得出实验结论更有利。
（2）向左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码时，两边对小车的拉力相等，小车受力平衡，处于静止状态；改变其中一端的砝码数量，则两边对小车的拉力不等，小车受力不平衡，无法保持静止状态，由此说明两个力必须相等才能平衡。
（3）保持两盘中砝码质量相等，将小车在桌面上旋转一个角度松手后，小车受到的两个拉力不在同一直线上，小车会转动，直到两边的拉线在同一条直线上，小车才能恢复到静止状态，说明两个力必须作用在同一直线上才能平衡。
（4）实验中，当左盘放入稍大一点的砝码时，两个拉力大小不同，但小车仍处于静止状态，此时小车还受平衡力的作用，但小车有向左运动的趋势，桌面对小车有向右的摩擦力。
（5）探究二力必须作用在同一物体上，实验时可将物体分成两个物体，而小卡片比小车更容易被分成两个物体，因此乙装置更适合探究不在同一物体上的两个力能否平衡。
故选：B。
【拓展】物体只有在不受力或者受平衡力的情况下，才能保持平衡状态，而平衡力至少需要另个力，图中剪断细线后，小球只受到重力一个力作用，因此小球下落，不能保持平衡，故小阳的猜想是错误的。
故答案为：（1）小车；光滑；（2）相等；（3）同一直线上；（4）是；摩擦力；（5）B；
【拓展】错误。
15．（2021春•潮阳区校级月考）如图甲是小强同学探究二力平衡条件时的实验情景。
（1）小强将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向相反，当小卡片平衡时，小强将小卡片转过一个角度，松手后小卡片 不能 （能/不能）平衡，设计此实验步骤的目的是探究不在 同一直线 的两个力能否平衡；
（2）小强将纸片从中间位置剪开，是为了验证只有作用在 同一物体 的两个力才能平衡；
（3）当卡片静止时，小强发现拉线不在同一直线上（如图乙所示），于是他得出：二力平衡时，两个力可以不在同一直线上，他得出错误结论的原因是：未考虑 重力 对实验的影响；
（4）小明同学在改进的基础上也对该实验进行了探究，但他在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度（如图丙所示），你认为能否用小明的装置进行实验？ 能 （选填“能”或“不能”）；
（5）同组的小丽在探究同一问题时，将木块放在水平桌面上，设计了如图丁所示的实验，当她在木块左端挂上2N的钩码，右端挂上1.5N的钩码时，木块静止，此时木块受到的 一定是 （选填“可能是”“一定是”或“一定不是”）平衡力，理由是 木块静止，处于平衡状态 。
【答案】（1）不能；同一直线；（2）同一物体；（3）重力；（4）能；（5）一定是；木块静止，处于平衡状态。
【解答】解：（1）当小卡片平衡时，将小卡片转过一个角度，作用在同一卡片两个力不在同一条直线上，松手后小卡片不能平衡；所以设计此实验步骤的目的是为了说明不在同一直线上的两个力能否平衡。
（2）将纸片从中间位置剪开，变为两个卡片，观察两个小卡片是否处于静止状态，可验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡。
（3）因为卡片有重力，所以会出现拉线不在同一直线上，他得出错误结论的原因是未考虑卡片的重力。
（4）因为左右两侧各通过一个定滑轮，定滑轮的位置虽然不等高，但是当两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在同一个物体上时，小卡片还是处于静止状态，照样能完成实验。
（5）在木块左端挂上2N的钩码，右端挂上1.5N的钩码时，木块静止，木块处于平衡状态，受到平衡力的作用。
故答案为：（1）不能；同一直线；（2）同一物体；（3）重力；（4）能；（5）一定是；木块静止，处于平衡状态。
【实验目的、原理、方法】
①实验目的：探究二力平衡的条件；
②实验原理：力能改变物体的运动状态；
③实验方法：控制变量法。
【实验器材】
小车、棉线、钩码、滑轮、水平桌面、小纸片。
【器材作用及图像】
①小车：实验主体；
②棉线：连接小车与钩码；
③钩码：提供和改变对小车的拉力；
④滑轮：改变力的方向。
【实验步骤】
如图甲：
步骤①把小车放在光滑的水平桌面上，向挂在小车两端的托盘里放钩码。这样小
车在水平方向受到两个拉力，用力的示意图画出小车受到的两个拉力。观察小车在什么情况
下保持运动状态不变；
步骤②用手按住小车，改变两端钩码数量，使两个拉力大小不等。然后松手，观察小车能
不能保持静止；
步骤③用手按住小车，让两端钩码数量相等，让两个力的方向相同，然后松手，观察小车
能不能保持静止；
步骤④用手按住小车，让两端钩码数量相等，让小车扭转一个角度，然后松手，观察小车
能不能保持静止；
步骤 = 5 \* GB3 ⑤用手按住小车，让两端钩码数量相等，再让拉力方向相反，且在同一条直线上，然
后松手，观察小车能不能保持静止。
如图乙：
步骤⑥剪刀将硬纸片从中间剪开，观察小车能不能保持静止。
【实验结论】
二力平衡的条件要求这两个力：
1、大小相等（等大） 2、方向相反（反向）
3、同一直线（共线） 4、同一物体（同体）
【实验数据记录】
【实验补充】
1、平衡力及平衡状态的判定：
（1）平衡力：物体在受到几个力的作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡；
（2）平衡状态：物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态；
（3）物体收到平衡力的作用，那么物体就处于平衡状态。
2、平衡力和相互作用力的区分：
（1）二力平衡特点：同体、等大、反向、共线。
（2）相互作用力特点：不同体、等大、反向、共线。
3、二力平衡条件的应用
（1）二力平衡的条件是：作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡，对于二力平衡条件，我们必须注意上面四个要点，且这四个要点缺一不可；
（2）在平衡力作用下，原来处于静止状态的物体，依然处于静止状态，原来运动的物体，一定以原来的速度做匀速直线运动；
（3）静止的物体只受两个力作用时，这两个力一定是平衡力；匀速直线运动的物体，如果只受两个力作用，那么这两个力也一定是平衡力。
【常考实验问题】
1、实验中甲图滑轮的作用是 改变力的方向 ；
2、实验中甲图应选择较 光滑 （选填“光滑”或“粗糙”）的实验桌面；
3、实验中甲图通过调整 钩码个数 来调整拉力大小；
4、实验中乙图选择轻质卡片的目的是 减小摩擦力对实验的影响 ；
5、如图甲所示，当左右两端同时挂两个钩码时，小车静止，此时F1、F2的大小 相等 ，方向 相反 ；
6、为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上，小明用轻质硬纸片代替小车做实验，如图乙所示，他将要对硬纸片进行的操作是 用剪刀将硬纸片从中间剪开 ；
7、图甲的探究装置中研究对象是 小车 ，实验中判断其是否受平衡力作用的依据是物体处于 静止 状态；
8、把小车转过一个角度，然后松手，观察到小车转动，最后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在 同一条直线上 才能平衡。
典例分析＋变式训练
题型1 探究二力平衡的条件实验
【典例1-1】（2022春•碑林区校级期末）如图是探究二力平衡的实验，通过改变钩码 个数 来改变力的大小；将卡片扭转一定角度是为了验证不在 同一直线上 的两个力是否平衡；为了验证不在同一物体上的两个力是否平衡，可以将卡片 剪为两半 。
【答案】个数；同一直线上；剪为两半。
【解答】解：（1）在探究二力平衡的实验中，通过调整钩码的个数来改变拉力的大小；
（2）为了验证不在同一直线上的两个力是否平衡时，应将小卡片转过一个角度，松手后观察小卡片能否静止；
（3）为了验证不在同一物体上的两个力是否平衡，可以把小卡片一剪为二，变为两个卡片，观察两个小卡片是否处于静止状态。
故答案为：个数；同一直线上；剪为两半。
【典例1-2】（2022春•岳麓区校级期中）如图甲所示是小明同学设计组装的“探究二力平衡的条件”实验装置。
（1）实验中，保持F1和F2大小相等，用手将小车扭转一个角度，松手后，小车将 转动 （选填“转动”或“保持静止”），设计这一步骤是为了探究两个力是否 在同一直线上 。
（2）小燕同学设计组装了如图乙所示的实验装置，比较甲、乙两种实验装置， 甲 的实验装置更合理。
【答案】转动；在同一直线上；（2）甲。
【解答】解：（1）保持力F1与F2大小相等，用手将小车扭转一定的角度，松手后，两力不在一直线上，小车将转动，所以实验中设计这一步骤的目的是为探究二力平衡时是否要满足两个力必须在一条直线上；
（2）图甲的实验装置更加合理，因为乙图用木块做实验时，木块与桌面间的摩擦比较大，而用小车减小了摩擦力对实验的影响。
（1）转动；在同一直线上；（2）甲。
【变式1-1】（2022春•香坊区校级期中）如图为研究二力平衡条件的实验装置，下列关于这个实验的叙述错误的是（ ）
A．调整两边的托盘所放的钩码数量，可以改变力的大小
B．为使实验效果明显，应选用质量较大的小车
C．为了减小摩擦，应选用尽量光滑的水平桌面
D．将小车扭转一个角度，是为了研究两个力不在同一直线上能否平衡
【答案】B。
【解答】解：A．调整两边的托盘所放的钩码数量，可以改变力的大小，可以探究二力平衡时两个力的大小关系，故A正确；
B．质量较大的小车对桌面的压力大，小车受到的摩擦力大，对实验影响较大，故B错误；
C．为了减小摩擦，应选用尽量光滑的水平桌面，可以减小摩擦对实验的影响，故C正确；
D．将小车扭转一个角度，是为了改变力的作用线的位置，探究二力平衡时两个力的是否在同一直线上，故D正确。
故选：B。
【变式1-2】（2022春•朝阳区校级期中）在探究“二力平衡条件”的实验中：
（1）设计组装的实验装置如图所示，如果在两线端挂上不同质量的钩码，是用于探究两个力的 大小 对物体平衡的影响；老师指出实验桌面越光滑越好，其原因是减小 小车与桌面间的摩擦力 对小车运动状态的影响。
（2）保持F1与F2相等，用手将图中的小车扭转一个角度，使拉力F1和F2不在同一直线上，松手后，小车将 不能 （选填“能”或“不能”）在此
位置平衡。
【答案】（1）大小；小车与桌面间的摩擦力；（2）不能。
【解答】解：（1）实验中通过改变两个托盘中放入砝码的质量来改变小车两端的拉力大小，因此使两个托盘中砝码的质量相等或不相等，是为了探究两个力的大小对小车平衡的影响；
老师指出实验桌面越光滑越好，其原因是减小小车与桌面间的摩擦力对小车运动状态的影响；
（2）保持两个托盘中的砝码质量相等，则F1和F2相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度后，使拉力F1和F2不在同一直线上，松手后，可观察到小车的运动状态，小车将不能在此位置平衡。
故答案为：（1）大小；小车与桌面间的摩擦力；（2）不能。
【变式1-3】（2022秋•延庆区期末）在探究“二力平衡条件”的实验中，光滑水平桌面上设计组装的实验装置如图甲所示。
（1）在探究力的大小对二力平衡的影响时，可通过调整 砝码的质量 来改变F1和F2的大小。
（2）保持F1与F2相等，用手将小车扭转到图乙中的位置（F1和F2作用线相平行），松手后，小车将 不能处于静止状态，要发生转动 。实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须满足哪个条件？ 必须作用在同一条直线上 。
【答案】（1）砝码的质量；（2）不能处于静止状态，要发生转动；必须作用在同一条直线上。
【解答】解：（1）实验中改变砝码的质量，来改变F1和F2的大小；
（2）小车受到的F1与F2大小相等，不在同一条直线上，小车不能处于静止状态，要发生转动，可以探究二力平衡时，二力是否必须作用在同一条直线上。
故答案为：（1）砝码的质量；（2）不能处于静止状态，要发生转动；必须作用在同一条直线上。
能力提升训练
一、实验题。
1．（2022春•江汉区期中）小明和小红分别“探究二力平衡的条件”。
（1）小明设计的方案如左图：把木块放到水平桌面上，木块两端用细线挂着相同的托盘，两根线分别跨过两个定滑轮，使作用在小车上的两个拉力方向相反，且在同一条直线上。当向左、右两盘分别同时加入100g、120g的砝码时，木块处于静止状态，此时木块两边所受的拉力 相等 （选填“相等”或“不相等”）。
（2）小红则认为，本实验应用带轮的小车替代木块作为研究对象（如图所示），这样的改进是为了减小 摩擦力 对实验的影响；实验时通过调整盘中 钩码的数量 来改变拉力的大小；当小车平衡时，小红将小车转过一个角度，松手后观察 释放瞬间 （选填“释放瞬间”或“最终”）小车能否平衡。
【答案】（1）相等；（2）摩擦力；钩码的数量；释放瞬间。
【解答】解：（1）当左盘和右盘中砝码的质量不相等，发现木块仍然处于静止状态，说明木块还受平衡力的作用；此时木块有向右运动的趋势，桌面对木块有向左的摩擦力，向左的拉力、向左的摩擦力与向右的拉力这三个力平衡，即此时木块两边所受的拉力相等；
（2）相同条件下，滚动摩擦远小于滑动摩擦力，实验中用小车代替木块，可减小摩擦力对实验的影响；
在线的两端挂上钩码的作用是使两个拉力的方向相反，可通过调整钩码的数量来改变拉力的大小；
将小卡片转过一个角度，两个拉力不在同一直线上，松手后纸片释放瞬间不能平衡，设计此实验步骤的目的是为了探究不在同一直线上的两个力是否平衡。
故答案为：（1）相等；（2）摩擦力；钩码的数量；释放瞬间。
2．（2022春•海淀区校级期中）某实验小组在“探究二力平衡的条件”实验中：
（1）实验小组设计了如图甲实验装置进行实验，发现在如图甲所示的情况下，木块仍然处于静止状态，经过同学们分析讨论，认为是 摩擦力 对实验结果产生了影响；
（2）改进的实验器材如图乙所示
①在一张轻质卡片的对角打孔，并在两孔之间画一条直线；
②手拿住小卡片，在细线两端各挂上一个50g的钩码，放手后，小卡片处于静止状态，说明小卡片受力 平衡 （选填“平衡”或“不平衡”），小卡片受到的合力大小是 0 N；
③保持细线两端所挂钩码均为50g不变，将小卡片转至一定角度，松手后小卡片转动，说明不在同一直线上的两个力 不能 （选填“能”或“不能”）平衡；
④在左端再挂上一个50g的钩码，小卡片将 向左运动 （选填“向左运动”、“向右运动”或“保持静止”）；
⑤通过实验，能得出二力平衡的两个条件是两个力大小 相等 ，方向 相反 。
【答案】（1）摩擦力；（2）②平衡；0；③不能；④向左运动；⑤相等；相反。
【解答】解：（1）在木块两侧挂不同数量的钩码时，发现木块仍然处于静止状态，木块还受平衡力的作用；此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的作用，向右的拉力和摩擦力与向左的拉力是平衡力；
（2）②小卡片两端通过滑轮挂上钩码，两侧钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力，拉力的大小等于钩码的重力，当左右两端同时挂上相同的钩码个数时小卡片保持静止，处于平衡状态，所以此时小卡片两端的拉力的大小相等，则小卡片此时受到的合力大小为0N；
③当小卡片平衡时，将小卡片转过一个角度，松手后小卡片不能平衡，设计此实验步骤的目的是为了探究一对平衡力是否需要在同一直线上；
④此时若左端再挂上一个50g的钩码，左侧拉力增大，则小车将向左运动。
⑤二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
故答案为：（1）摩擦力；（2）②平衡；0；③不能；④向左运动；⑤相等；相反。
3．（2022春•漳州期末）在“探究二力平衡条件”的实验中，小宇依次进行实验。
（1）如图甲，木块左右两边各挂一个相等质量的钩码时，木块处于静止状态。小宇在右边钩码上加一小块橡皮泥时，木块仍处于静止状态，这时木块在水平方向受到的是 平衡 （选填“平衡”或“非平衡”）力；取下橡皮泥，在右边再加一钩码时，木块却向右运动；
（2）在老师的建议下小宇对实验进行改进，如图乙用小车替换木块进行实验，目的是减小 摩擦力 对实验的影响；
（3）如图丙用卡片替换小车，应使用硬纸板，这样可以减小重力对实验的影响。在实验中，将卡片旋转一定角度，松手后发现卡片旋转到原来位置，这说明两个力必须作用在 同一直线 上，物体才能平衡。
【答案】（1）平衡；（2）摩擦力；（3）同一直线。
【解答】解：
（1）因木块仍处于静止状态，则木块在水平方向上应受平衡力的作用。
（2）用小车替换木块，变滑动为滚动，主要是为了减小摩擦力对实验的影响。
（3）实验中，将卡片旋转一定角度，此时卡片在水平方向上受到的两个力不在同一直线上，松手后发现卡片旋转到原来位置，即卡片在水平方向上受到的这两个力在同一直线上时，卡片才静止不动，说明这两个力必须作用在同一条直线上时，物体才能平衡。
故答案为：（1）平衡；（2）摩擦力；（3）同一直线。
4．（2022春•路北区期中）如图甲所示是小明探究二力平衡条件时的实验装置。
（1）当小车处于静止状态或 匀速直线运动 状态时，水平方向上小车受到的两个力是相互平衡的。
（2）如图乙是同组小红设计的实验装置，你认为装置 甲 （选填“甲”或“乙”）更科学。原因是 甲装置可以减小摩擦力对实验的影响或乙装置木块与桌面间的摩擦力较大，对实验的影响较大 。
（3）小明实验中发现两边的托盘中砝码质量不相等时小车运动，砝码质量相等时小车静止，这说明二力平衡的一个条件是 大小相等 ．
（4）小明想探究二力平衡时两个力是否在同一直线上，如图甲所示，保持两托盘里砝码的质量相等，他下面的操作是： 将小车扭转一定角度，松手后观察小车是否能保持平衡状态 。
（5）如图所示，将小车换成弹簧测力计，物体A和B的重力分别为10N和6N，不计弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦，则弹簧测力计的示数为 6 N。
【答案】（1）匀速直线运动；（2）甲；甲装置可以减小摩擦力对实验的影响或乙装置木块与桌面间的摩擦力较大，对实验的影响较大；（3）大小相等；（4）将小车扭转一定角度，松手后观察小车是否能保持平衡状态；（5）6。
【解答】解：（1）小车处于静止状态或匀速直线运动状态时，小车受到一对平衡力的作用；
（2）甲实验装置中用小车进行实验优于乙实验方案，原因是小车与桌面间属于滚动摩擦，是变滑动摩擦力为滚动摩擦力，减少摩擦力对实验结果的影响，故甲正确；
（3）实验中是通过调整钩码数量来改变拉力的大小，当物体所受的拉力F1＝F2且物体保持静止状态，两边的托盘中砝码质量不相等时小车运动，这说明二力平衡的一个条件是大小相等；
（4）用手将小车扭转一个角度，这样两个力不在同一直线上，小车将无法在这个位置平衡，松手后，发现小车旋转后又恢复原状，说明两个力必须满足的条件是两个力在一条直线上；
（5）以A为研究对象，分析A受力情况：重力，细线的拉力和地面的支持力，细线的拉力小于A的重力，A静止在地面上，则B也静止，细线的拉力等于B的重力，又弹簧秤的读数等于细线的拉力，所以弹簧秤的读数为6N。
故答案为：（1）匀速直线运动；（2）甲；甲装置可以减小摩擦力对实验的影响或乙装置木块与桌面间的摩擦力较大，对实验的影响较大；（3）大小相等；（4）将小车扭转一定角度，松手后观察小车是否能保持平衡状态；（5）6。
5．（2022春•船营区校级期中）在探究“二力平衡条件”的实验中：
（1）甲、乙两组同学分别选择器材后，设计组装的实验装置如图所示。老师指出乙组同学选择的器材更加合理，其原因是： 减小摩擦对实验的影响 。
（2）在两边挂上等重的砝码，将木块扭转一个角度，使木块的两边细绳相互平行，但不在同一直线上。放开木块后，木块将 转动 。结论：要使两个力互相平衡，两个力必须在 同一直线上 。
（3）若有一组同学用甲装置实验时，在左右两盘同时放入质量不等的砝码，放开木块，木块仍然保持静止，此时木块受到的力是 平衡力 （填“平衡力”或“非平衡力”）。
【答案】（1）减小摩擦对实验的影响；（2）转动；同一直线上；（3）平衡力。
【解答】解：（1）乙器材将木块改为小车，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）在两边挂上等重的砝码，将木块扭转一个角度，使拉力F1与F2不在同一条直线上，观察到木块发生转动，说明要使两个力互相平衡，两个力必须在同一直线上；
（3）若两边拉力不相等，则木块相对于桌面具有相对运动趋势，此时桌面对木块产生摩擦力的作用，木块在两个拉力及摩擦力的作用下保持静止，木块处于平衡状态，所以受的力是平衡力；
故答案为：（1）减小摩擦对实验的影响；（2）转动；同一直线上；（3）平衡力。
6．（2022春•大武口区校级期中）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的。如图所示是可供选择的两种探究方案。
（1）图a的探究方案中研究对象是小卡片，图b的探究方案中研究对象是 小车 ，实验中a方案要优于b方案的原因是 摩擦力越小对实验的影响越小 ；
（2）小明选择了图a所示的探究方案，他将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮后，就在两线端挂上钩码。这是用于探究两个力的 大小 和 方向 对物体平衡的影响；
（3）探究活动中还要求要把小卡片转过一个角度，然后再松手。这样做的目的是用于探究不在 同一条直线 上的两个力对物体平衡的影响。
【答案】（1）小车；摩擦力越小对实验的影响越小；（2）大小；方向。（3）同一条直线。
【解答】解：（1）图b的探究方案中小车受到两个力的作用，研究对象是小车。
实验中a方案要优于b方案的原因是摩擦力越小对实验的影响越小。
（2）将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮后，就在两线端挂上钩码。这是用于探究两个力的大小和方向对物体平衡的影响。
（3）要把小卡片转过一个角度，然后再松手。这样做的目的是用于探究不在同一直线的两个力对物体平衡的影响。
故答案为：（1）小车；摩擦力越小对实验的影响越小；（2）大小；方向。（3）同一条直线。
7．（2022春•相城区校级期中）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。由此，小明提出，能否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件？
（2）小华认为，若采用小明的方案，必须测出物体所受的 重力 和 拉力 的大小来进行比较。研究发现，在小明的方案中，只能根据相互作用的关系直接测出 拉力 的大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一个力无法直接测量，所以这一方案无法实施下去。
（3）为此，两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案，如图乙所示，请你判断出他们改进的先后顺序： B、A、C （用字母表示），这样的改进是为了减小 摩擦力 对实验的影响。
（4）小明在乙图B方案中发现当左右两边同时加入一个等重的砝码时，木块处于静止状态。小明再把右边的砝码换成一个较重的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，因此得出结论：二力平衡时，两个力的大小不一定相等，你认为这样的结论 不可靠 （选填“可靠”或“不可靠”）。这时小车在水平方向受到的力 平衡 （平衡/不平衡）。
（5）如图丙，是最终确认的实验方案。此方案中，用卡片代替小车的目的是 卡片不会受到摩擦力的影响 。
（6）小明选择了图丙所示的探究方案，他将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮后，就在两线端挂上钩码，这是用于探究两个力的 大小 和 方向 对物体平衡的影响。
（7）图丙所示的探究活动中还要求要把小卡片转过一个角度，然后再松手，这样做的目的是用于探究不在 同一直线 上的两个力对物体平衡的影响。
【答案】（1）匀速直线运动；（2）重力；拉力；拉力；（3）（3）B、A、C；摩擦力；（4）不可靠；平衡；（5）卡片不会受到摩擦力的影响；（6）大小；方向；（7）同一直线。
【解答】解：（1）当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，物体受平衡力的作用。
（2）小华认为，若采用小明的方案，拉力和重力是一对平衡力，故必须测出物体所受的拉力和重力的大小来进行比较；
研究发现，在小明的方案中，只能根据相互作用的关系直接测出拉力的大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一个力（重力）无法直接测量，所以这一方案无法实施下去；
（3）由图乙知，A图中小车与桌面是滚动摩擦，B中木块与桌面间是滑动摩擦，C图只有滑轮间的摩擦；滑动摩擦力最大，滑轮间摩擦最小，为了减小摩擦力对实验的影响，他们改进的先后顺序为：B、A、C；
（4）小宇再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，木块还受平衡力的作用，木块有向右运动的趋势，木块和桌面之间产生了向左的摩擦力的作用，向左的拉力和摩擦力与向右的拉力是平衡力；
（5）小车在水平面上时，由于小车对水平面有一定的压力，存在一定的摩擦力，会影响实验结果；用悬空的轻质小卡片可以忽略摩擦力的影响；
（6）将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮后，就在两线端挂上钩码，这是用于探究两个力的大小和方向对物体平衡的影响；
（7）把小卡片转过一个角度，两个力不在同一直线上，设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须满足的条件是在同一直线上。
故答案为：（1）匀速直线运动；（2）重力；拉力；拉力；（3）（3）B、A、C；摩擦力；（4）不可靠；平衡；（5）卡片不会受到摩擦力的影响；（6）大小；方向；（7）同一直线。
8．（2022春•汶上县期中）某实验小组利用图甲所示的实验装置做“探究二力平衡的条件”实验时，请问：
（1）实验时应选择较 光滑 （选填“光滑”或“粗糙”）的实验桌面；
（2）在图甲实验的基础上，将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动状态，这样做的目的是探究两个平衡的力是否作用在 同一直线上 ；
（3）为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上，小明用轻质卡片代替小车做实验，如图乙所示，他将要对卡片进行的操作是 剪成两部分 ；
（4）实验中定滑轮的作用是改变力的方向，通过调整 钩码的个数 可以改变拉力的大小；
（5）如果将图甲中的小车两边绳子固定在同一端上，挂相同的钩码，且沿同一方向拉小车，可以发现小车不会静止，这是为了表明小车受到的二力若平衡，必须满足 两个力的方向相反 这一条件而设计的步骤；
（6）通过上述过程可知：作用在 同一物体 上的两个力，只有当大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，这两个力才彼此平衡。
【答案】（1）光滑；（2）同一直线上；（3）剪成两部分；（4）钩码的个数；（5）两个力的方向相反；（6）同一物体。
【解答】解：（1）为了减小小车与桌面之间的摩擦对实验的影响，应选择较光滑的实验桌面；
（2）小车静止在桌面上时，所受的两个拉力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，是一对平衡力。将小车扭转一个角度后，小车所受的两个拉力不再作用在同一直线上，观察此时小车是否还能保持静止，可确定两个平衡力是否需要作用在同一直线上；
（3）要探究两个平衡力是否作用在同一个物体上，需要让两个力作用在不同的物体，观察物体是否处于平衡状态，所以需要将卡片一分为二地剪开；
（4）实验中钩码对绳子作用力是向下的，而在探究中，卡片所受的两个拉力是水平方向的，而绳子通过定滑轮后，将方向向下的拉力改变为水平方向。所以定滑轮的作用是改变力的方向；
实验中改变钩码的个数，则钩码对绳子的拉力会发生改变，则卡片所受的拉力的大小也随之改变；
（5）图甲实验稍作改变后，小车所受的两个拉力大小相等，方向相同，小车不会静止，即不能处于平衡状态，所受的两个方向相同的拉力不是平衡力，所以二力平衡，必须满足两个力的方向相反；
（6）由上述实验可得：作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，两个力彼此平衡。
故答案为：（1）光滑；（2）同一直线上；（3）剪成两部分；（4）钩码的个数；（5）两个力的方向相反；（6）同一物体。
9．（2022•南京模拟）如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景：
（1）小华将系于小卡片（重力可忽略不计）两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向 相反 ，并通过调整 钩码数量（或质量） 来改变拉力的大小；
（2）当小卡片平衡时，小华将小卡片旋转过一个角度，松手后小卡片 不能 （能/不能）平衡。设计此实验步骤是为了探究 不在同一直线上的两个力是否平衡 ；
（3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小华下一步的操作是 剪断纸片 ；
（4）如图乙所示，小华用手抓住卡片使卡片静止，当她轻轻松手后，卡片将 保持静止 （向右运动/向左运动/保持静止）；
（5）如图丙，若在左边挂重为G的砝码、右边挂重为2G的砝码，物体M恰好以速度v向右匀速直线运动；如果右边中的砝码不变，物体M在水平桌面上以2v向左做匀速直线运动，则左边中再加钩码重为（绳子与轮的摩擦不计） B 。
A．G
B．2G
C．3G
D．4G
【答案】（1）相反；钩码数量（或质量）；（2）不能；不在同一直线上的两个力是否平衡；（3）剪断纸片；（4）保持静止；（5）B。
【解答】解：（1）如图甲，小卡片两端受到的线的拉力方向相反，拉力大小等于线下端钩码重力大小，即可以通过调整悬挂的钩码数量来调整拉力的大小。
（2）将小卡片旋转过一个角度，两个拉力将不再同一条直线上，此时松开小卡片，可以观察到小卡片不能保持静止，此实验步骤是为了探究不在同一条直线上的两个力能否平衡。
（3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，可以把小卡片剪开，让两个拉力分别作用在两个物体上，观察小卡片能否保持静止。
（4）如图乙，松手前，作用在小卡片上的两个拉力方向相反、大小相等、在同一条直线上，松手后可以观察到小卡片仍然保持静止。
（5）如图丙，物体在水平方向上可能受到桌面对它的摩擦力；在左边挂重为G的砝码、右边挂重为2G的砝码，物体M向右匀速直线运动，处于平衡状态，物体受到水平向左的摩擦力为f＝G右﹣G左＝2G﹣G＝G，
如果右边中的砝码不变，要使物体M在水平桌面上向左做匀速直线运动，此时物体受到水平向右的摩擦力大小仍为G（滑动摩擦力只与压力大小以及接触面的粗糙程度有关），则左边中应该加钩码重为G左′＝G右+f＝2G+G＝3G，
即在原来G的基础上再加上2G的钩码，故选B。
故答案为：（1）相反；钩码数量（或质量）；（2）不能；不在同一直线上的两个力是否平衡；（3）剪断纸片；（4）保持静止；（5）B。
10．（2022春•贵阳期中）如图是某实验小组探究二力平衡的条件的实验情景：
（1）在细线的两端挂上钩码，使作用在木块上的两个拉力方向相反，并通过调节 钩码数量 来改变两端拉力的 大小 ；
（2）如图甲，实验时发现在细线左右两端同时挂一个质量相等的钩码时，木块A处于静止状态。若再将一个质量较小的钩码轻轻挂在细线右端，观察到木块A仍然处于静止状态，经过同学们分析讨论，认为是 摩擦力 对实验结果产生了影响；
（3）如图乙，小明用小车B替换木块A进行实验的目的是 减小摩擦力对实验的影响 ；实验中他是通过观察小车是否处于 静止 状态来判断它受的两个力是否平衡；
（4）同组的小红利用轻质小卡片C替换小车B进行实验，在一张轻质小卡片的对角位置打孔，并在两孔之间画一条直线，改进的实验器材如图丙所示：
①选择轻质小卡片的目的是 忽略卡片重力对实验的影响 ；
②手拿住小卡片，在细线两端各挂上一个50g的钩码，放手后，小卡片处于静止状态，说明小卡片受力平衡，小红接下来进行了如图丁的操作，放手后将观察到卡片 转动 ，这样做的目的是： 验证不在同一条直线上的两个力能否平衡 。
【答案】（1）钩码数量；大小；（2）摩擦力；（3）减小摩擦力对实验的影响；静止；（4）①忽略卡片重力对实验的影响；②不能；验证不在同一条直线上的两个力能否平衡。
【解答】解：（1）在细线的两端挂上钩码，使作用在木块上的两个拉力方向相反，并通过调节钩码的数量来改变两端拉力的大小；
（2）在细线左右两端同时挂一个质量相等的钩码，由于左右砝码的质量相等，故木块两边所受的拉力相等；
再将一个质量较小的钩码轻轻挂在细线右端时，发现木块仍然处于静止状态，所以木块还受平衡力的作用；此时木块有向右运动的趋势，桌面对木块有向左的摩擦力，向左的拉力、向左的摩擦力与向右的拉力这三个力平衡；摩擦力对实验结果产生了影响；
（3）为减小摩擦力对实验的影响，用小车B替换木块A进行实验；通过观察小车是否处于静止状态来判断它受的两个力是否平衡；
（4）①利用轻质小卡片C替换小车B进行实验，小卡片几乎悬在空中，实验受摩擦力影响很小，卡片重力小，可忽略其重力对实验的影响；
②手拿住小卡片，在细线两端各挂上一个50g的钩码，放手后，小卡片处于静止状态，说明小卡片受力平衡，小红接下来进行了如图丁的操作，将卡片扭转一个角度，两个力不在同一直线上，已知两个力的大小相等，方向相反，所以可以探究验证不在同一条直线上的两个力能否平衡；由于不满足二力平衡的条件，放手后将观察到卡片转动。
故答案为：（1）钩码数量；大小；（2）摩擦力；（3）减小摩擦力对实验的影响；静止；（4）①忽略卡片重力对实验的影响；②不能；验证不在同一条直线上的两个力能否平衡。
11．（2022春•东莞市期中）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 乙 （选填“甲”或“乙”）更科学，其主要原因是为了减少 摩擦力 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，这说明两个力作用在 同一直线 上，物体才能平衡。
（3）在实验中通过 改变钩码数量 来改变桌面上的物体所受拉力的大小。
（4）为了验证二力平衡时两个力是否在同一物体上，在图丙情况下，下一步的操作是：把卡片 从中间剪开 ，再观察卡片的运动情况。
【答案】（1）乙；摩擦力；（2）同一直线；（3）改变钩码数量；（4）从中间剪开。
【解答】解：（1）为了减小摩擦力对该实验的影响，故乙装置更合理，小车与桌面间属于滚动摩擦，比滑动摩擦力小得多；
（2）用手将小车旋转一个角度，这样两个力不在同一直线上，小车将无法在这个位置平衡，说明两个力必须满足两个力在一条直线上；
（3）在实验中通过改变钩码数量来改变桌面上的物体所受拉力的大小；
（4）用剪刀将卡片从中间剪开，则两个力作用在了两个物体上，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同一物体上。
故答案为：（1）乙；摩擦力；（2）同一直线；（3）改变钩码数量；（4）从中间剪开。
12．（2022春•朝阳区校级期中）图甲是小阳同学探究二力平衡条件实验装置图。
（1）实验中他是通过观察小车是否处于 静止 状态来判断它受到的两个力是否平衡。
（2）改变两个托盘中放入砝码的质量，使两个托盘中砝码的质量相等或不相等，是为了探究两个力的 大小 对小车平衡的影响。
（3）保持两个托盘中的砝码质量相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动状态，是为了探究两个力是否在 同一直线上 对小车平衡的影响
（4）在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，同学们认为小阳的实验优于小明的实验。其主要原因是 A 。
A．减少摩擦力对实验结果的影响
B．小卡片是比较容易获取的材料
C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D．小卡片容易扭转
【答案】（1）静止；（2）大小；（3）同一直线上；（4）A。
【解答】解：（1）静止的物体或匀速直线运动的物体都受到平衡力的作用，本实验中是通过观察小车是否处于静止状态来判断它受到的两个力是否平衡。
（2）实验中通过改变两个托盘中放入砝码的质量来改变小车两端的拉力大小，因此使两个托盘中砝码的质量相等或不相等，是为了探究两个力的大小对小车平衡的影响。
（3）保持两个托盘中的砝码质量相等，则F1和F2相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动状态，是为了探究两个力是否在同一直线上对小车平衡的影响。
（4）小阳实验用的小车，在水平桌面上受到的摩擦力属滚动摩擦力；小明实验用的木块，放在水平桌面上，木块和桌面之间是滑动摩擦力，相同情况下，滚动摩擦小于滑动摩擦，用滚动摩擦代替滑动摩擦可以减小摩擦力对实验的影响，所以小阳的实验方案要优于小明的实验方案。故A正确，BCD错误。
故选：A。
故答案为：（1）静止；（2）大小；（3）同一直线上；（4）A。
13．（2022春•武江区校级期中）小军和小红利用如图所示装置探究二力平衡条件。
（1）图甲装置的研究对象是 木块A （选填“木块A”或“砝码”），实验中判断其是否受平衡力作用的依据是物体是否处于 静止 状态。
（2）小军某次利用图乙装置进行实验时，在左盘放入0.3kg的砝码，在右盘中放入0.25kg的砝码，小车静止，此时小车受到的 一定是 （选填“可能是”、“一定是”或“不是”）平衡力。这个现象与二力平衡条件不完全相符，你认为原因可能是 桌面对小车有摩擦力 。
（3）小红为了避免出现小军的情况，采用图丙所示装置进行实验，在实验中她应使用 轻质 硬纸板。（选填“轻质”或“厚重”）
（4）小红在硬纸板平衡后，将硬纸板转过一个角度，如图丙，然后再松手。这样做是为了探究一对平衡力是否作用在 同一直线上 （选填“同一物体上”或“同一直线上”）。
【答案】（1）木块A；静止；（2）一定是；桌面对小车有摩擦力；（3）轻质；（4）同一直线上。
【解答】解：（1）实验中通过观察木块A能否静止，确定其是否处于平衡状态，故研究对象是木块A，判断其是否受平衡力作用的依据是木块A是否处于静止状态。
（2）实验中，当左盘放入0.3kg的砝码、右盘中放入0.25kg的砝码时，小车处于静止状态，此时小车受平衡力的作用，但此时小车有向左运动的趋势，桌面对小车有向右的摩擦力。
（3）小红用图丙中所示的硬纸板C进行实验，使得接触面分离，减小摩擦力的影响，实验中应使用质量小的轻质硬纸板以减小重力的影响。
（4）当硬纸板平衡时，小红将硬纸板转过一个角度，松手后硬纸板不能静止，是为了探究一对平衡力是否作用在同一直线上。
故答案为：（1）木块A；静止；（2）一定是；桌面对小车有摩擦力；（3）轻质；（4）同一直线上。
14．（2022春•定州市期中）某物理兴趣小组的同学们利用图甲装置进行“二力平衡条件”的探究：
（1）图甲的探究装置中研究对象是 小车 ，实验时应选择较 光滑 （光滑/粗糙）的实验桌面。
（2）小阳向左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码时，小车处于静止状态；改变其中一端的砝码数量，发现小车无法保持静止状态，由此说明两个力必须 相等 才能平衡。
（3）把小车转过一个角度，然后松手，观察到小车转动，最后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在 同一直线上 才能平衡。
（4）某次实验中，当左盘放入稍大一点的砝码时，两个拉力大小不同，但小车仍处于静止状态，此时小车受到的 是 （是/不是）平衡力，产生这一现象的原因可能是小车受到 摩擦力 的影响。
（5）为尽量减少以上影响，同组的小敏同学提出将甲装置中的小车换成小卡片，如图乙，实际操作中还发现乙装置具有更适合探究 B 的优点（填字母）。
A.不在同一条直线上的两个力能否平衡
B.不在同一物体上的两个力能否平衡
【拓展】小阳同学完成课本实验后，提出了一个问题猜想：只受一个力作用的物体也能保持平衡状态。为了验证猜想，他将一个小球用一根细线悬挂起来，如图丙，剪断细线后小球下落，如图丁。由实验可知，小阳的猜想 错误 （正确/错误）的。
【答案】（1）小车；光滑；（2）相等；（3）同一直线上；（4）是；摩擦力；（5）B；
【拓展】错误。
【解答】解：（1）实验中通过观察小车能否静止，确定其是否处于平衡状态，故研究对象是小车；把小车放在较光滑的水平桌面上，小车受到的摩擦力越小，摩擦力对实验的影响越小，对得出实验结论更有利。
（2）向左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码时，两边对小车的拉力相等，小车受力平衡，处于静止状态；改变其中一端的砝码数量，则两边对小车的拉力不等，小车受力不平衡，无法保持静止状态，由此说明两个力必须相等才能平衡。
（3）保持两盘中砝码质量相等，将小车在桌面上旋转一个角度松手后，小车受到的两个拉力不在同一直线上，小车会转动，直到两边的拉线在同一条直线上，小车才能恢复到静止状态，说明两个力必须作用在同一直线上才能平衡。
（4）实验中，当左盘放入稍大一点的砝码时，两个拉力大小不同，但小车仍处于静止状态，此时小车还受平衡力的作用，但小车有向左运动的趋势，桌面对小车有向右的摩擦力。
（5）探究二力必须作用在同一物体上，实验时可将物体分成两个物体，而小卡片比小车更容易被分成两个物体，因此乙装置更适合探究不在同一物体上的两个力能否平衡。
故选：B。
【拓展】物体只有在不受力或者受平衡力的情况下，才能保持平衡状态，而平衡力至少需要另个力，图中剪断细线后，小球只受到重力一个力作用，因此小球下落，不能保持平衡，故小阳的猜想是错误的。
故答案为：（1）小车；光滑；（2）相等；（3）同一直线上；（4）是；摩擦力；（5）B；
【拓展】错误。
15．（2021春•潮阳区校级月考）如图甲是小强同学探究二力平衡条件时的实验情景。
（1）小强将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向相反，当小卡片平衡时，小强将小卡片转过一个角度，松手后小卡片 不能 （能/不能）平衡，设计此实验步骤的目的是探究不在 同一直线 的两个力能否平衡；
（2）小强将纸片从中间位置剪开，是为了验证只有作用在 同一物体 的两个力才能平衡；
（3）当卡片静止时，小强发现拉线不在同一直线上（如图乙所示），于是他得出：二力平衡时，两个力可以不在同一直线上，他得出错误结论的原因是：未考虑 重力 对实验的影响；
（4）小明同学在改进的基础上也对该实验进行了探究，但他在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度（如图丙所示），你认为能否用小明的装置进行实验？ 能 （选填“能”或“不能”）；
（5）同组的小丽在探究同一问题时，将木块放在水平桌面上，设计了如图丁所示的实验，当她在木块左端挂上2N的钩码，右端挂上1.5N的钩码时，木块静止，此时木块受到的 一定是 （选填“可能是”“一定是”或“一定不是”）平衡力，理由是 木块静止，处于平衡状态 。
【答案】（1）不能；同一直线；（2）同一物体；（3）重力；（4）能；（5）一定是；木块静止，处于平衡状态。
【解答】解：（1）当小卡片平衡时，将小卡片转过一个角度，作用在同一卡片两个力不在同一条直线上，松手后小卡片不能平衡；所以设计此实验步骤的目的是为了说明不在同一直线上的两个力能否平衡。
（2）将纸片从中间位置剪开，变为两个卡片，观察两个小卡片是否处于静止状态，可验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡。
（3）因为卡片有重力，所以会出现拉线不在同一直线上，他得出错误结论的原因是未考虑卡片的重力。
（4）因为左右两侧各通过一个定滑轮，定滑轮的位置虽然不等高，但是当两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在同一个物体上时，小卡片还是处于静止状态，照样能完成实验。
（5）在木块左端挂上2N的钩码，右端挂上1.5N的钩码时，木块静止，木块处于平衡状态，受到平衡力的作用。
故答案为：（1）不能；同一直线；（2）同一物体；（3）重力；（4）能；（5）一定是；木块静止，处于平衡状态。
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