探究“二力平衡条件”的改进实验

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关键词：二力平衡、教具、设计

摘要：本教具是在教材教具的基础上改进而成。与原教具相比，增加了直观性，学生更容易观察到实验现象、得出实验结论。

“探究二力平衡条件实验”的教具设计

“义务教育课程标准实验教科书(人教2012课标版)”八年级物理下册第八章第二节《二力平衡》一课中的实验：通过对放置于水平桌面上的小车在二拉力作用下所处状态的探究，找出二力平衡的条件。装置如图-1所示。

这个实验属于课内演示实验，由于是在讲桌上进行，很多同学观察不到实验现象，又由于桌面摩擦力较大，在探究二力不共线的情形时，实验效果不很理想，且在“作用在同一物体上”没有明显体现。

下面介绍的教具是在上述教具的基础上改进而成。与原来相比，增加了直观性，学生更容易观察到实验现象、得出实验结论。装置如图-2所示，其制作方法和操作过程介绍如下：

材料准备：

挂板、正方形硬纸片（质量尽可能小，边某某103澴笥遥�、滑�?个、固定插头2个、细绳、钩码、剪刀。

设计思路：

探究物体(硬纸片)在二(拉)力作用下的平衡条件。用小纸片悬挂起来代替水平面上的小车做实验，把在水平桌面进行的实验改为竖直方向上进行，使接触面脱离接触，降低了摩擦力对实验的影响，且改进后，由于纸片可以剪开，一分为二，可以很直观的演示平衡的两个力必须作用在同一物体上。

制作方法：

1．将两个滑轮分别固定在挂板两侧相同高度位置。

2．用剪刀将硬纸片的左右中间位置各开一个小孔。

3．在硬纸片两边的小孔上，分别拴上细绳，在细绳的另一端挂上钩码，然后把细绳套在滑轮的沟槽上，钩码通过细绳给纸片提供拉力。

实验时，把教具挂在黑板上演示，全班同学都能看到，增强了直观性，便于学生观察。

★操作过程：

（1）在细绳的两端挂上不同质量或相同质量的钩码以改变二拉力大小。探究二力平衡条件之两个力大小相等。

（2）同一只手固定硬纸片，然后将一侧钩码移到另一侧绕过滑轮，然后松手观察现象。发现硬纸片不能在水平位置平衡。探究二力平衡条件之两个力的方向必须相反。

（3）将两侧细绳挂上相同质量的钩码，使硬纸片在水平位置平衡，然后移动或转动硬纸片使二拉力不在同一直线上（如图-3所示）。探究二力平衡条件之两个力必须作用在同一直线上。

（4）用剪刀将硬纸片从中间剪开，将硬纸片一分为二，发现硬纸片也不能在水平位置平衡。探究二力平衡条件之两个力必须作用在同一物体上。

★实验结论：

二力平衡条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。

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