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1、 实验九、同一直线上二力的合成（一）基础实验 同一直线上二力的合成 考 查 点 考 查 内 容 及 要 求 实验目的 探究同一直线上二力的合成 实验原理 二力平衡 实验器材 白纸，图钉，细线，橡皮筋一根，弹簧测力计两个 或：弹簧、刻度尺、铁架台各一个、弹簧测力计两个，细线若干 实验装置图 实验过程及步骤（知识、技能、方法）1把橡皮筋（或弹簧）端固定好，端分别用两根细线和两个测力计相连。2先用两个测力计沿同一方向拉橡皮筋的A 端。使 A 端到达 O 点，记下 O 点位置及两个测力计的拉力F1 和 F2 大小、方向。3用一个测力计对橡皮筋的 A 端施加一个力力 F，仍将橡皮筋的 A 端拉伸到 O
2、点，记下此时 F 的大小和方向。（橡皮筋的A 端两侧都被拉伸到 O 点，说明 F 就代替了 F1和 F2 这两个力的作用效果。）用两个测力计沿相反方向拉橡皮筋的 A 端，使 A 端到达 O 端，记下 O 点的位置及两个拉力 F和 F的大小、方向。用一个测力计对橡皮筋的端施加一个力，也让橡皮筋的端被拉伸到，记下此时，的大小和方向。实验结论 同一直线上，方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小之和，方向跟这两个力的方向相同。同一直线上，方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小之差，合力的方向跟较大的力方向相同。实验记录表格：表 1 同一直线上同方向二力的合成 力的大小 F/N 方向 用两个弹簧
3、测力计拉 F1=F1+F2=同向 F2=表 同一直线上反方向二力的合成 用一个弹簧测力计拉 F=力的大小 F/N 方向 用两个弹簧测力计拉 F1=F1+F2=反向 F2=用一个弹簧测力计拉 F=（二）例题剖析 例 1.利用下图所示的装置探究同一直线上二力合成的规律时，首先将弹簧的 B端固定，再用两个测力计沿相反方向拉 A 端，使 A 端到达某一点 O 并记录下该点的位置，然后在表格中记录下两个拉力的大小与方向，再用一个测力计拉弹簧 A 端，仍将 A 端拉伸到 O 点，记录此时拉力的大小和方向，（1）从右表记录中你能得到的关于同一直线上合力与分力的大小关系是_ _ 。（用字母表示）（2）实验中用
4、一个测力计拉弹簧时，为什么仍要将弹簧 A 端拉到 O 点再读数？解析：力 F 的作用效果与 F1、F2共同的作用效果相同时，这个力 F 才叫F1、F2的合力。在同一直线上，方向相反的两个力的合力，大小等于这两个力的大小之差，方向跟较大的那个力的方向相同，即 F=F1-F2 答案：（1）F=F1-F2 （2）保证力 F 的作用效果与 F1、F2共同的作用效果相同。（三）典题精练 1.基础训练 1.（2013?雅安）用大小不变的水平力,拉木块施力情况 大小 方向 用两个测力计 F1=2.5N 向右 F2=1N 向左 用一个测力计 F=1.5N 向右 在水平桌面上做匀速直线运动,如图9 所示。木块在
5、运动过程中,下列说法正确的是（）A.木块对桌面的压力和木块受到的重力是一对平衡力 B.绳对木块的拉力和木块对绳的拉力是一对平衡力 C.绳对木块的拉力大于桌面对木块的摩擦力 D.木块受到的滑动摩擦力大小保持不变 答案：D 2.如图所示，带箭头的线段长度表示力的大小，则各对力属于二力平衡的是()A B C D 答案：A 3.如图所示，三个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为 F的拉力作用，而左端的情况各不相同。图甲中弹簧的左端固定在墙上，此时弹簧的伸长量为,并处于静止状态。图乙中弹簧的左端受大小也为 F 的拉力作用，此时弹簧的伸长量为,并处于静止状态。图丙中弹簧的左端系一小物块，物
6、块在粗糙的桌面上做匀速直线运动，此时弹簧的伸长量为。则、的大小关系是，。【思路分析】甲、乙、丙三种情况拉弹簧，以弹簧为研究对象，受到拉力大小都为 F，且弹簧均处于平衡状态。【答案】等于 等于 4.（2015?北京）如图所示，将 B、A 两个磁环先后套在光滑的木支架上，并使两磁环相对面的极性相同，此时可以看到上方的磁环“悬浮”在空中，设两磁环受到的重力相等，大小都为G，则磁环B对木支架底座的压力F与重力G的大小关系是：（）A.F G B.F=G C.G F 2 G D.F=2G 分析与解答：首先得知道磁环“悬浮”的原因是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。A 磁环之所以“悬浮”在空中，是因为受
7、到 B 磁环的排斥作用根据力的作用是相互的，B 磁环同样受到 A 磁环的排斥作用。图 22 大木块 海绵块 小木块 题中研究对象是支架底座，其受到的压力 F 应是 B 磁环的物重和 A 磁环给予 B 磁环的斥力之和。又因为 A 磁环“悬浮”在空中处于平衡状态，在竖直方向上受到一对平衡力，即 A 磁环受到的重力和 B 磁环给予 A 磁环的斥力，它们的大小相等、方向相反；即 F 斥=G 所以 F 压=G+FAB=2G 答案：选 D 5.（2015?海淀期末）如图 5 所示，物体在水平拉力F的作用下沿水平桌面匀速向右运动，下列说法中正确的是（）A.物体所受拉力和重力是一对平衡力 B物体所受重力和桌面
8、对物体的支持力是一对平衡力 C桌面对物体的支持力和物体对桌面的压力是一对平衡力 D桌面对物体的支持力和物体受到的摩擦力是一对平衡力 答案：选 B 6.（2016?通州一模）小丽认为“物体的重力越大，对接触面的压力越大”。实验桌上的实验器材如图 22 所示：材质相同的实心 小木块和大木块各一个，海绵块一个，木块和海绵块均为底面积相同的长方体。请利用图22 所示的实验器材设计一个实验，证 明验 现小丽的说法是错误的。请写出实验步骤、实象及简要说明。（可画图辅助说明实验步骤）答案：（1）如图 2 甲所示，海绵块放在桌面上，将大木块叠放在海绵块的正上方，观察海绵块的形变程度。（2）如图 2 乙所示，海
9、绵块放在桌面上，将小木块叠放在海绵块的正上方，在小木块的正上方施加一个向下的力，使海绵形变大于步骤（1）时的形变。简要说明：大木块重力大，对海绵块的压力小（海绵形变小）；小木块重力小，对海绵块的压力大（海绵形变大）。因此，小丽的说法是错误的。7.农忙季节小强帮助爸爸干农活(如图所示)，爸爸用600 N 的水平拉力拉车，小强用 200 N 的水平力推车，他们合力的大小是()A800 N B600 N F 图 5 图 2 大木块 海绵块 甲 小木块 海绵块 乙 F C400 N D200 N 答案：A 2.能力提升 1.学习了同一直线上的二力的合成知识后，小林想如果作用在物体上的二力不在同一直线上
10、，而是互成一定的夹角，那么合力F 的大小与两个分力、的大小，是否还有 F 等于的关系呢？于是他应用学过的方法，对此进行了探究。(1)如图 2.3-8 所示，橡皮筋原长为 AB，通过两个弹簧测力计对橡皮筋施加互成一定夹角的两个力和，使橡皮筋伸长到 C，记录此时、的大小。撤去力和后，用一个弹簧测力计对橡皮筋施加一个力 F 的作用，为了使这个力 F 的作用效果与两个力、的作用效果_，应使橡皮筋_，记录此时 F 的大小。图 2.3-8(2)先后两次改变和的夹角，重复步骤(1)，得到三组实验数据如下表所示：分 析实验 数据可知，当 两个力 不在一 条直线 上时，其合力大小 F_(选填“等于”或“不等于”
11、)，且在、大小不变的情况下，合力 F 的大小随着与夹角的增大而_。答案：(1)相同 拉到 C 点 (2)不等于 减小 物理量 实验序号 /N/N 和 的 夹角 合力 F/N 1 4 5 8.7 2 4 5 8.3 3 4 5 7.8 备注：F 图 20 甲 乙 2.（2016?昌平区二模）下列说法中正确的是（）A.小明没有推动静止在路边的汽车，是因为小明的推力小于汽车受到的阻力 B.小明做引体向上静止不动时，单杠对他的拉力和他受到的重力是一对平衡力 C.小明站在体重秤上静止不动时，小明对秤的压力与秤对小明的支持力是一对平衡力 D.小明将篮球竖直向上抛出，在最高点速度为零时，篮球受到的合力一定不
12、为零 答案：多项选择题 BD 3.（2016?通州一模）下列说法正确的是（）A在水中正在下沉的石块，也受到了浮力 B一人打太极拳时很用力，该力只有施力物体，没有受力物体 C人推木箱没有推动，是因为人对木箱的推力小于地面对木箱的摩擦力 D排球运动员用力击球时，手对球的作用力与球对手的作用力大小相等 答案 AD 4.（2016?西城二模）小明乘坐地铁时发现：乘客中有很多“低头族”，他们长时间低着头看手机。他记起物理课上老师讲过：长时间低头会引起颈部肌肉损伤。当头颅为竖直状态时，颈部肌肉的拉力为零；当头颅低下时，颈部肌肉会产生一定的拉力。为了探究“颈部肌肉的拉力与低头角度大小的关系”，小明跟课外小组
13、的同学们制作了一个头颅模型来模拟实验。如图 20 甲所示，把人的颈椎简化成支点O，头颅模型的质量为 1kg，头颅模型在重力作用下可绕支点 O转动，A 点为头颅模型的重心，B 点为肌肉拉力的作用点。将细线的一端固定在 B 点，用测力计拉着细线模拟测量肌肉的拉力，头颅模型在转动过程中，细线拉力的方向始终垂直于 OB，如图20 乙所示，让头颅模型从竖直状态开始转动，通过实验同学们记录了低头角度 与细线拉力 F 的数据，如下表：（1）若头颅质量为 6kg，当低头角度为 60时，根据实验表中数据及相关物理知识推测：颈部肌肉承受的拉力为 N。（2）请通过实验数据记录分析：人低头的角度越大，颈部肌肉的拉力
14、，其主要原因是：。（3）根据实验，请你关于“预防和延缓颈部肌肉损伤”提出一个合理化的建议：。答案：（1）150；（2）越大；低头角度越大，重力 G 的力臂 L 越长，重力 G 和肌肉拉力 F 的力臂 OB 不变，根据杠杆平衡条件 GL=FOB，因此肌肉的拉力 F 越大；（3）不要长时间低头。/0 15 30 45 60 F/N 0 7.3 14.0 20.2 25.0 5（2016?益阳）如图甲是小华同学“探究二力平衡条件”时的实验情景 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_，并通过调整_来改变拉力的大小（2）
15、当小卡片平衡时，小华将小卡片转过一个角度，松手后小卡片_（选填“能”或“不能”）平衡设计此实验步骤的目的是为了探究_（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：_（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，同学们认为小华的实验优于小明的实验其主要原因是_ A减少摩擦力对实验结果的影响 B小书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 解析（1）小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码，两个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，钩码的数量越多，拉力就越大
16、；因此，通过调整钩码的个数可改变拉力的大小；（2）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必须在一条直线上（3）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可验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡（4）小华实验用的小卡片重力小，可以忽略，悬在空中不受摩擦力影响；小明实验用的木块放在水平桌面上，木块和桌面之间存在摩擦力，摩擦力是不能消除的，实验要受到摩擦力影响，所以还是小华的实验方案好故 A 选项说法正确（1）相反；钩码的数量；（2）不能；不在同一直线上的两个力能否平衡；（3）把小纸片一剪为二；（4）A 6（20
17、16?永州）小华探究“二力平衡条件”的实验 （1）实 验 目 的：物 体 只 在 两 个 力 的 作 用 下，分 别 处 于 静 止 状 态 或 状态时，探究 的关系（2）甲、乙两组同学设计了不同的实验装置，老师指出：乙组同学选择的器材更加合理，其原因是 。老师指出实验桌面越光滑越好，其原因是 （3）装置中使用定滑轮是利用它能够 的特点（4）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 对平衡力作用（5）小车处于静止后，将小车扭转个角度，松手后，小车将 （选填“保持静止”或“扭转回来”）。说明二力平衡时，要满足二个力在 上的条件。（6）在图丙
18、中，把小车换成一张硬纸片，实验效果更好，你觉得小明的想法有没有道理？请简述理由 （7）在图丙中，小卡片已处于静止状态，小明用剪刀把小纸片一剪两半，纸片向两边运动。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？（8）二力平衡条件是作用在同一物体上，大小 、方向 、并且作用在 答案：（1）匀速直线运动、二力平衡 （2）甲装置受桌面摩擦力的影响、减少摩擦力对实验结果 的 影响改变力的方向（4）相等、两（5）扭转回来、同一直线上（6）小明说的有道理，使用硬纸片课避免摩擦力对实 验 结果的影响（7）平衡力必须作用在同一物体上（8）相等、相反、同一直线上 3.中考真题 1.(2015?北京中
19、考)在中国科技馆“探索与发现 A 厅”，有一个有趣的磁悬浮灯泡，其示意图如图 6所示。在磁悬浮灯泡的内部装有一块永磁体，在灯泡上方的展柜中安装有永磁体和一个励磁线圈，给励磁线圈通电，在控制电路的调节下，永磁体和励磁线圈所产生的磁场能使灯泡静止悬浮在空中。关于灯泡受力情况，下列说法中正确的是（）B.灯泡受到的磁力方向竖直向下 B.灯泡受到的磁力方向竖直向上 C.灯泡受到的磁力小于灯泡受到的重力 D.灯泡受到的磁力大于灯泡受到的重力 答案：B 2.（2014?青岛中考）回顾实验和探究（请将下列实验报告中的空缺部分填写完整）：（1）探究二力平衡的条件：猜想 小雨在探究二力平衡条件时，猜想两个力只要大
20、小相等，方向相反且作用在同一直线 上，这两个力就彼此平衡 过程 叶子姐姐认为小雨的猜想不对，于是设计了如图实验，向挂在轻质硬纸片两端的小盘中加质量相等的砝码时，硬纸片保持静止；用剪刀将硬纸片从中间剪开，发现分开后的硬纸片分别向相反方向运动 通过上述现象，叶子姐姐得出结论：只有作用在 上的两个力，在大小相等、方向相反且作用在同一直线上时，这两个力才能彼此平衡从而证明小雨的猜想是错误的这里运用了 法 程序 提出问题猜想 得出结论 作图 请画出图中轻质硬纸片静止时的受力示意图 考点：二力平衡条件的应用；探究密度特性的实验 专题：探究型实验综合题 分析：（1）二力平衡的条件是作用在同一物体上的两个力，
21、若大小相等、方向相反、作用在同一条直线上；在物理实验中，常用的探究方法有：控制变量法、转换法、类比法、反证法等；根据实验环节进行分析；轻质硬纸片静止时，受到水平向右的拉力和水平向左的拉力，二力大小相等；解答：解：（1）用剪刀将硬纸片从中间剪开，发现分开后的硬纸片分别向相反方向运动，说明只有作用在同一物体上的两个力，在大小相等、方向相反且作用在同一直线上时，这两个力才能彼此平衡该方法叫反证法；从而证明小雨的猜想是错根据实验可知，作用在同一物体上的两个力，二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上时，物体处于平衡状态；该实验的探究过程：提出问题猜想实验反驳得出结论；过轻质硬纸片的重心分别沿水平向左
22、和向右的方向画一条带箭头的线段，分别用 F1、F2 表示，注意两条线段的长度相等，如下图所示：故答案为：（1）同一物体；反证；实验反驳；点评：此题分别考查二力平衡的条件，主要考查了同学们分析数据及根据实验现象得出结论的能力，同时考查了实验方法的应用，特别是本实验中涉及的反证法和组合法，是比较少见的实验方法 3.（2014?菏泽中考）探究“作用在同一个物体上二个力的平衡条件”，需要比较“平衡”和“不平衡”两种不同状态的受力情况才可以得出结论实验室内的实验装置如图所示（定滑轮按 45角固定在桌边上）小红利用此装置做实验过程中，将木块进行扭转，小亮说：“由于定滑轮无法扭转，所以会影响实验效果”（1）
23、在木块不扭转的情况下，“二力平衡”的三个条件中，对哪些平衡条件的探究存在缺陷？（2）根据实验需要改进该实验装置，简述你的改进方案 考点：二力平衡条件的应用 专题：运动和力 分析：要掌握二力平衡的概念，知道作用在同一物体上的两个力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，则这两个力是 一对平衡力，只有满足二力平衡的条件，才能处于平衡状态，即静止或匀速直线运动状态 解答：解：（1）从而可知，二力平衡的条件是：两个力大小相等、方向相反、作用在同一物体上，在木块不扭转的情况下，该实验中还缺少了二力方向相反和二力作用在同一直线上这两个条件的验证（2）用小车代替木块，然后将小车扭转一个角度，看小车是否平衡
24、故答案为：（1）方向相反；作用在同一条直线上；（2）改进方案：用小车代替木块，然后将小车扭转一个角度，看小车是否平衡 点评：本题是验证二力平衡的条件的实验，根据二力平衡条件分析解答本题 4.（2013?北京）实验桌上有符合实验要求的橡皮筋一根、弹簧测力计（量程 0-5N）一个、钩码（每个钩码的质量为 50g）一盒、带横杆的铁架台一个、刻度尺一把、细线若干。请你选用上述实验器材设计一个实验证明：如果同一直线上的两个力 F1与 F2的方向相反，且 F1大于 F2，则 F1与 F2的合力 F=F1-F2。请你写出实验步骤（可画示意图辅助说明），画出实验数据记录表格。答案：实验步骤：（1）把橡皮筋的下
25、端用细线固定在铁架台的横杆上，用细线系住橡皮筋的上端 O 点，并挂在弹簧测力计的挂钩上；（2）将一个钩码通过细线挂在橡皮筋的 O 端，用弹簧测力计竖直向上将橡皮筋的 O 端拉到 A 点，标记 A 点的位置，把此时弹簧测力计的示数 F1 和橡皮筋的 O端所挂钩码的质量 m 记录在表格中，根据 F2=G=mg 计算出钩码对 O 点的拉力 F2 并记录在表格中。摘掉钩码，用弹簧测力计竖直向上拉橡皮筋使橡皮筋的 O 端仍伸长到 A 点，把此时弹簧测力计的示数 F 记录在表格中。（3）将两个钩码通过细线挂在橡皮筋的 O 端，用弹簧测力计竖直向上将橡皮筋的 O 端拉到 B 点，仿照步骤（2）的操作，并记录
26、相应的 F1、m、F2 和 F。（4）改变橡皮筋 O 端所挂钩码的质量 4 次，仿照步骤（3）用弹簧测力计竖直向上将橡皮筋的 O 端拉到不同的位置 C、D、E、F 点，依次做四次实验，并记录相应的 F1、m、F2 和 F。实验数据记录表：F1/N m/g F2/N F/N 5.(2015?厦门)如图9是小君同学在大课间活动时踢毽子的情景，以下对毽子上下飞舞时所受合力的分析正确的是 A上升过程合力方向向上 B最高点时处于静止状态合力为零 C下落过程合力越来越大 D上升过程合力大于下落过程合力 答案：D 6.(2015?邵阳)在探究“二力平衡的条件”的实验中，小刚同学采用的实验装置如图甲所示，小华
27、同学采用的实验装置如图乙所示。（1）当物体处于静止状态或状态时，它受到的力是相互平衡的 （2）这两个实验装置中，你认为装置_（选填“甲”或“乙”）更科学。（3）在装置乙中，将小车旋转一定角度，松手后，发现小车旋转后又恢复原状。这说明两个力必须作用在同一_（选填“物体”或“直线”）上，物体才能平衡。答案：（1）匀速直线运动 （2）乙 （3）直线 7.（2014?株洲）如图（甲）所示，用弹簧测力计测量水平桌面上的钩码所受的重力 弹簧测力计从图示位置开始向上缓慢提升，其示数F 与上升的高度 h 之间的关系如图（乙）所示试解答下列问题（1）钩码所受的重力为 N（2）当 h=4cm 时，弹簧测力计的示数
28、是 N，桌面对钩码的支持力是 N（3）从开始提升到 h=16cm，弹簧测力计对钩码所做的功是多少？考点：弹簧测力计的使用与读数 专题：基本仪器的使用专题 分析：（1）当缓缓提钩码离开桌面后测力计的示数不再变化，此时示数即为钩码所受重力大小；（2）由图象获取信息，并会对钩码受力分析；（3）利用 W=Fs=Gh 解题 解答：解：（1）钩码离开桌面后测力计的示数不再变化，此时示数即为钩码所受重力大小，故钩码所受的重力为 4.5N；（2）弹簧的伸长量与拉力成正比、由图象知：当 h=6cm 时，弹簧测力计的示数为 4.5N，及每增大 1 牛的力弹簧伸长 0.75cm，当 h=4cm 时，弹簧测力计的示数
29、为 3.0N；此时测力计受重力、拉力、支持力的作用，支持力等于重力减去拉力即 4.5N3.0N=1.5N；（3）W=Fs=Gh=4.5N0.16m=0.72J；故答案为：（1）4.5；（2）3.0；1.5；（3）弹簧测力计对钩码所做的功是 0.72J 点评：本题考查了弹簧测力计的工作原理、力的合成，功的计算，综合性较强，第二题是一易错点，要会分析图象所给提供的信息 4.中考预测 1.（2016?延庆）学习了弹力知识后，小萱发现：给弹簧施加拉力，当拉力越大 时，弹簧的伸长量就越大。于是小萱提出猜想：弹簧的伸长量跟所受拉力成正比。实验桌上已经备有如下器材：两端有钩的弹簧一根、一个铁架台、一个刻度尺
30、、六个质量均为 50g 的钩码。他利用上述器材进行了以下实验：（1）将弹簧竖直挂在铁架台的横杆上使其静止，用刻度尺测出弹簧在不受拉力时的 长度L0并记录在表格中；（2）如图 25 所示，在弹簧下端挂上 1 个钩码，待弹簧稳定后，钩码的重力等于弹簧 受到的拉力，用刻度尺测出此时弹簧的长度L，并将F、L记录在表格中；（3）依次在弹簧下端挂上 2、3、4、5、6 个钩码（在弹簧的弹性限度内），仿照步骤（2）再做五次实验，并将每次实验对应的F、L记录在表格中。请根据以上叙述回答下列问题：（1）小萱计划探究的问题中的自变量是 ；（2）根据以上实验步骤可知，小萱实际探究的是 跟所受拉 力的关系；（3）针对
31、小萱计划探究的问题，他应该补充的步骤是：；(4)画出实验数据记录表格。答案：38.(1)弹簧弹力(2)弹簧的长度和弹簧弹力的关系（3）用弹簧的长度减去弹簧的原长，得到弹簧的伸长量。（4）2.（2014?北京）如图13(a)、(b)所示，某小组同学以硬纸板为研究对象，利用弹簧测力计、细线等G/N F/N L0/cm L/cm 图 25 器材 进行实验，该小组同学是在做“探究 实验”。按图13(a)所示进行实验操作时，应在硬 纸板处于 状态下读取测力计的示数；按图13(b)所示进行实验操作时，放开硬纸板前，应使两测力计的示数 ，两细线对硬纸板拉力的方向 。答案：二力平衡条件；静止；相同；相反 3.
32、(2015?龙岩)在探究二力平衡条件的实验中：（1）如图 1 所示，水平放置的实验装置中，将系于小车两端的线挂上钩码，分别跨过两定滑轮，使作用在小车上的两个拉力方向相反，并通过调整 来改变拉力的大小。当小车平衡时，将小车水平转过一个角度，松手后小车不能保持平衡，这样的操作是为了探究相互平衡的二力是否 。（2）如图 2 所示，A、B小车内装有电磁铁，电磁铁的通、断电可遥控实现，当通电时，A、B小车吸合成一体。为了探究二力平衡时，二力是否作用在同一物体上，在图中所示情况下，下一步的操作是 。（3）本实验用带轮的小车为研究对象，是因为滚动摩檫比滑动摩擦 。答案：（1）钩码的个数；作用在同一直线；（2
33、）遥控实现电磁铁断电；（3）小 4.（2015?北京）小军和小红利用图 21 甲所示装置探究二力平衡条件。实验时，它们发现在左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码时，木块 A 处于静止状态。若将一个质量较小的砝码轻轻放在右盘后，观察到木块 A 仍然处于静止状态，为了避免这种现象发生，小军用图 21 乙中所示的小车 B 替换木块 A 进行实验；小红用图 21 丙中所示的硬纸板 C 替换木块 A 进行实验。（1）小军、小红分别用小车 B 和硬纸板 C 替换木块 B 进行实验的目的是_；（2）小红在实验中应使用_硬纸板。（选填“轻质”、“厚重”）图 21 A 甲 B 乙 丙 C 答案：（1）为了减小摩
34、擦力的影响 （2）轻质 （四）趣味实验 1.大力士纸 思考：你能想象一张纸能够举起一本书吗？你知道怎样才能做到吗？材料：纸、胶带、1 本书 操作：1.把纸放在两本并排分开放的书上，使纸的中间部分悬空。把一本书放在纸的悬空处。2.把纸卷成一个纸卷，用胶带粘好纸的边缘处。3.把纸卷立起来，并在上面放一本书。4.思考两种方法的不同之处。实验中的科学：1.一张纸能承受多大的压力，主要取决于纸张受力时的弯矩。弯矩即纸张的受力点和受反作用力的点之间的距离。弯矩越大，纸张承受的力越大，反之越小。2.直接把重物放在纸上，则纸的受力点和受反作用力点几乎在同一位置上。因此弯矩小，所承受的力就小。3.把重物放在竖直
35、的纸卷上，纸的弯矩较大，因此承受的力较多。创造：想一想，把纸还可以折成哪些形状，以便承担压力?2.筷子的神力 思考：把一根筷子插入装着米的杯子中，然后将筷子上提，筷子会把米和杯子提起吗？材料：塑料杯一个、米一杯、竹筷子一根 操作：1、将米倒满塑料杯。2、用手将杯子里的米按一按。3、用手按住米，从手指缝间插入筷子。4、用手轻轻提起筷子，杯子和米一起被提起来了。实验中的科学：由于杯内米粒之间的挤压，使杯内的空气被挤出来，杯子外面的压力大于杯内的压力，使筷子和米粒之间紧紧地结合在一起，所以筷子就能将成米的杯子提起来。创造：想一想，把纸还可以折成哪些形状，以便承担压力?（五）科学故事（一）为什么不弯腿
36、跳不高 跳跃是运用人体自身的能力，通过一定的运动形式，使人体腾越尽可能高的高度或跳越尽可能远的远度。试想下，我们原地跳跃的动作，是不是都是先将膝盖弯曲下蹲一定高度，然后双腿双手再同时发力向高处奔去呢？假如有人问你：不弯腿你能跳起来吗？试试吧，你就会发现不弯腿，完全保持双腿直立，其实根本跳不起来。这是什么原因？物体的运动都有一定的客观规律，便是要符合牛顿所发现的运动定律。如果我们要从地面上跳起来，就一定要使地面对我们有一个作用力。如何才能使地面对我们施展作用力呢？这就必须先要我们对地面有个作用力。牛顿第三运动定律向我们指出：“两物体相互作用时，作用力和反作用力同时存在，同时消失；它们的大小相等，
37、性质相同，方向相反，作用在同一条直线上。”我们做下蹲然后向上跳的动作时，就是为了调整腿部肌肉，从而使它 可以对地面施加作用力，然后地面对我们会同时产生一个方向相反的反作用力。于是我们借助这个反作用力就可以跳起来。由此可见对地面的作用力越大，地面对我们的反作用力也越大，所以就跳得越高。符合这个定律的例子，生活中到处都存在，只要用心便可发现。研究发现，跳跃运动是一种预防骨质疏松的最佳方法。在进行跳跃运动中不仅全身血液循环速度加快，而且地面的冲击力更可激发骨质的形成。为此，研究人员提出，女性在绝经期之前，应多进行跳跃运动，而老年人也应早早进行此项锻炼。不过，中老年人进行跳跃运动时，要注意循序渐进，次
38、数由少到多，开始时可根据身体承受能力每日跳 20 下，以后逐渐增加到 50 下。（二）自衡车 迄今为止，人类的交通工具不过自行车、摩托车、汽车、火车、飞机等为数不多的几种。每一种交通工具从雏形到完善都经历了一个漫长的发展历程，人们已习惯于借助它们让自己行动得更快、走得更远，似乎已遗忘去发明其他的代步工具。近年，一种新的交通工具自衡车出现了。这是一辆只有左右两轮、靠身体重心的倾斜角度控制前进或后退的新式交通工具自衡车。从外形上看，这辆自衡车由两只轮子组成，分布在使用者的左右两侧，两只轮子中间有一块平板，使用者就站立在平板上面。驾驶它既不像摩托车那样采取坐姿，又不像滑板车那样需要蹬踏。平板的中间向
39、上升起一根立杆，与自行车一样，立杆的上端横搭着车把手。这样，使用者的双手就有了安放的地方，并且可以控制转向。它的速度最高为每小时 20 公里，依靠电池驱动，能在任何汽车行驶的地方使用。“自衡”即“自动平衡”之意，只要仔细观察人类依靠两只脚在行走的同时保持身体不倒，我们就能明白自衡车可以不倒的道理。经过漫长的进化，人类从四肢爬行演化为今天的直立行走，这里面也包含了人的传感系统和执行系统更灵敏和响应速度更快捷的进化方向。如果身体感受到来自背后的推力，感应神经就会通知小脑，小脑会让腿部自动朝前迈出脚步；如果身体感受到来自胸部的推力，小脑同样会让腿部自动朝后迈出脚步。自衡车就采用了类似的原理，把人的双
40、腿用两只轮子及驱动机构替代，安装感知人体重心偏移的传感器，再装上一只反应敏捷的小脑微处理器，这样，自衡车就能够在行进中不倒。自衡车是根据航天科技中常用的陀螺动态平衡原理研制而成，以内置的精密固态陀螺仪来判断车身所处的姿势状态，透过精密且高速的中央微处理器计算出适当的指令后，驱动马达来达到平衡的效果。假设以站在车上的驾驶人与车辆的总体重心纵轴作为参考线，当这条轴往前倾斜时，车身内的内置电动马达会产生往前的力量，一方面平衡人与车往前倾倒的扭矩，一方面产生让车辆前进的加速度；相反，当陀螺仪发现驾驶人的重心往后倾时，也会产生向后的力量达到平衡效果。因此，驾驶人只要改变自己身体的角度往前或往后倾，车子就
41、会根据倾斜的方向前进或后退，而速度则与驾驶人身体倾斜的程度成正比。原则上，只要自衡车有足够的电力，车上的人就不用担心有倾倒跌落的可能，这与一般需要靠驾驶人自己进行平衡的滑板车等交通工具大大不同。那么，与其他交通工具相比，自衡车有哪些优势？自行车和电动自行车只能前进，不能后退，也不能原地不动。而自衡车不仅能够前进，还能后退和原地不动。事实上，由于自衡车的传感系统非常灵敏，身体重心的移动幅度非常小，使用者只要把身体重量稍微朝脚尖或脚后跟移动一点，车体就开始前进或后退。而且，自衡车的转弯半径可大可小，控制灵活，在电梯那样狭小的空间也可以骑着转弯。我们经常能看到很多穿长裙子的女士，在骑自行车时总是一只
42、手提着裙子，怕裙子卷到后轱辘里，而自衡车就不会产生这种问题。如果在车轮旁边加装了挡板，就可以防止这种事情发生。与以汽油为燃料的汽车相比，自衡车可以说是一种环保节能产品。自衡车是二氧化碳零排放。而汽车的能源动力只能来自一次性化石能源。自衡车的动力依靠电池提供，电能既可以从不可再生的化石能源中获取，例如煤或油；也可以从可再生的能源中获取，例如太阳光或风等。自衡车充一次电可以行驶 40km，充电所需最长时间在 68 个小时，充电一次消耗的电不超过1度。而且，自衡车能够安全承载的人体体重限制在 105 公斤，最大爬坡能力与小型汽车相当。对于较陡的坡度，使用者下车后，自衡车能够提供辅助动力自己上坡，使用
43、者只要控制方向和车身的倾斜角度。（三）科技小制作 自制火柴棍火箭 同学们是不是都非常喜欢火箭呢？发射火箭的时候，非常激动人心，买的火箭玩具只是模型，却不能发射，下面就让我们来制作一个可以发射的火箭！1.这不只是能够装到口袋里的一枚袖珍火箭，还有一个完整的火箭生产和发射流程。注：严禁朝着人或动物发射，尤其不能朝着脸!2 材料清单 这些材料在大多数在现在的家里都能轻松找到。一个口袋大小的盒子。一盒火柴。一小块木头废料。一小块厨房里用的铝箔。可选的附件：打火机。图片里的回形针，用于把铝箔搞成一摞。3 制作发射台 拿出那块木料，修磨一下让它能够放进盒子里。在木料的半中央，以 45 度角钻一个小洞。这个
44、孔需要大到插进一根火柴。测试发射的角度。4 发射导轨 现在把木料放进盒子里。如果你在底部放进一块金属箔，它们应该能够保持平坦。5 制作并发射火箭 找出一块铝箔，在一段放进两根头对着头摆放的火柴。沿着火柴卷起铝箔。确保一根火柴能够从卷起的铝箔中滑出，但又不能太松。另一边的铝箔要卷紧在火柴上。将做好的火箭较松的火柴那端插进发射器中，然后在铝箔的中间加热。无论用其他的火箭或火柴或打火机都可以。在几分钟后，热量会传到铝箔中间，然后点燃火柴头，然后。唰!它射出去了!我可以写上许多健康和方面的提醒，但如果你经常玩火柴的话你应该知道要在哪里发射这样的火箭。如果不小心把花园烧掉了，这是你自己的过错。这一头插进发射器上的斜孔。在这里加热。