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16. 如图甲所示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
(2)当小卡片平衡时，小华将卡片
A. 二力不在同一物体上能否平衡
B. 二力大小不相等能否平衡
C. 二力方向不相反能否平衡
D. 二力不在同一直线上能否平衡
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小华下一步的操作是
(4)实验中选择小卡片的目的是
(5)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
(6)小明同学也对同一问题进行了探究，但他在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度，你认为
(7)在图乙中，若左边挂$2\ \mathrm{N}$的钩码，右边挂$5\ \mathrm{N}$钩码时，木块保持静止，则此时木块受到摩擦力是
(1)小华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
，并通过调整钩码个数
来改变拉力的大小.(2)当小卡片平衡时，小华将卡片
旋转
(选填“翻转”或“旋转”)一个角度，松手后小卡片不能
(选填“能”或“不能”)平衡.设计此实验步骤的目的是探究D
(填字母).A. 二力不在同一物体上能否平衡
B. 二力大小不相等能否平衡
C. 二力方向不相反能否平衡
D. 二力不在同一直线上能否平衡
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小华下一步的操作是
将卡片从中间剪开
.(4)实验中选择小卡片的目的是
不考虑
(选填“考虑”或“不考虑”)小卡片的重力，原因是此实验是探究水平
方向二力平衡的条件.(5)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
(填字母).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
(6)小明同学也对同一问题进行了探究，但他在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度，你认为
能
(选填“能”或“不能”)用小明的装置进行实验.(7)在图乙中，若左边挂$2\ \mathrm{N}$的钩码，右边挂$5\ \mathrm{N}$钩码时，木块保持静止，则此时木块受到摩擦力是
3
$\ \mathrm{N}$，若再在右边增加$3\ \mathrm{N}$的钩码时，恰好木块向右匀速直线运动，要使木块向左匀速直线运动，则在左边所挂钩码的重力为14N
.答案
相反
钩码个数
旋转
不能
D
将卡片从中间剪开
不考虑
水平
A
能
3
14 N
钩码个数
旋转
不能
D
将卡片从中间剪开
不考虑
水平
A
能
3
14 N
解析
【分析】
这道题是探究二力平衡条件的实验题，需结合二力平衡的四个条件（大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上）逐一分析：
1. 第(1)问：通过滑轮挂钩码，两侧钩码向下拉使小卡片受到的拉力方向相反；拉力大小由钩码重力决定，改变钩码个数可改变拉力大小。
2. 第(2)问：要探究二力是否在同一直线上的条件，需将小卡片旋转一个角度，使两个拉力不在同一直线上，观察小卡片是否平衡，从而验证该条件。
3. 第(3)问：验证二力必须作用在同一物体上，需将小卡片分成两个独立物体，观察拉力作用在不同物体上时是否还能平衡。
4. 第(4)问：小卡片重力远小于钩码拉力，可忽略不计；实验中两个拉力沿水平方向，因此探究的是水平方向的二力平衡条件。
5. 第(5)问：对比两个实验，小华的小卡片悬空不受摩擦力，小明的木块与桌面间存在摩擦力，摩擦力会干扰实验结果，据此判断优势。
6. 第(6)问：只要两个拉力满足方向相反、作用在同一直线上等条件，即使滑轮高度不同，小卡片仍能平衡，因此不影响实验。
7. 第(7)问：木块静止时，水平方向受力平衡，静摩擦力等于两侧拉力之差；木块向右匀速时，滑动摩擦力等于此时两侧拉力之差；向左匀速时，滑动摩擦力方向改变，根据二力平衡计算左侧所需拉力。
【解析】
(1) 小卡片两侧的线跨过滑轮，钩码向下拉，因此两个拉力方向相反；每个钩码重力相同，通过调整钩码个数可以改变拉力的大小。
(2) 将小卡片旋转一个角度，此时两个拉力不在同一直线上，松手后小卡片会转动，不能平衡，此步骤的目的是探究二力不在同一直线上能否平衡，对应选项D。
(3) 要验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，可将卡片从中间剪开，使两个拉力分别作用在两个半卡片上，观察是否还能保持平衡。
(4) 小卡片的重力远小于钩码的拉力，对实验影响可忽略，因此不考虑小卡片的重力；实验中两个拉力沿水平方向，所以是探究水平方向二力平衡的条件。
(5) 小华的实验中，小卡片悬空，不受摩擦力的影响；小明的实验中木块与桌面间存在摩擦力，会干扰实验结果，因此小华的实验优于小明的实验的主要原因是减少摩擦力对实验结果的影响，选A。
(6) 即使滑轮高度不同，只要两个拉力的方向相反、作用在同一直线上，小卡片仍能保持平衡，所以能用小明的装置进行实验。
(7) ① 木块静止时，水平方向受力平衡，摩擦力：$f = F_{右} - F_{左} = 5\ \mathrm{N} - 2\ \mathrm{N} = 3\ \mathrm{N}$；
② 右边钩码重力变为$5\ \mathrm{N}+3\ \mathrm{N}=8\ \mathrm{N}$时，木块向右匀速直线运动，此时滑动摩擦力：$f_{滑} = 8\ \mathrm{N} - 2\ \mathrm{N} = 6\ \mathrm{N}$；
③ 木块向左匀速直线运动时，滑动摩擦力方向向右，大小仍为$6\ \mathrm{N}$，根据二力平衡，左边拉力：$F_{左}' = 8\ \mathrm{N} + 6\ \mathrm{N} = 14\ \mathrm{N}$，即左边所挂钩码的重力为14N。
【答案】
(1) 相反；钩码个数
(2) 旋转；不能；D
(3) 将卡片从中间剪开
(4) 不考虑；水平
(5) A
(6) 能
(7) 3；14 N
【知识点】
二力平衡条件；摩擦力的计算；实验误差分析
【点评】
本题全面考查二力平衡条件的探究实验，涵盖实验设计、条件验证、误差分析及摩擦力相关计算，需要学生熟练掌握二力平衡的核心条件，同时能结合实验情景分析问题，区分静摩擦与滑动摩擦的不同应用。
【难度系数】
0.6
这道题是探究二力平衡条件的实验题，需结合二力平衡的四个条件（大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上）逐一分析：
1. 第(1)问：通过滑轮挂钩码，两侧钩码向下拉使小卡片受到的拉力方向相反；拉力大小由钩码重力决定，改变钩码个数可改变拉力大小。
2. 第(2)问：要探究二力是否在同一直线上的条件，需将小卡片旋转一个角度，使两个拉力不在同一直线上，观察小卡片是否平衡，从而验证该条件。
3. 第(3)问：验证二力必须作用在同一物体上，需将小卡片分成两个独立物体，观察拉力作用在不同物体上时是否还能平衡。
4. 第(4)问：小卡片重力远小于钩码拉力，可忽略不计；实验中两个拉力沿水平方向，因此探究的是水平方向的二力平衡条件。
5. 第(5)问：对比两个实验，小华的小卡片悬空不受摩擦力，小明的木块与桌面间存在摩擦力，摩擦力会干扰实验结果，据此判断优势。
6. 第(6)问：只要两个拉力满足方向相反、作用在同一直线上等条件，即使滑轮高度不同，小卡片仍能平衡，因此不影响实验。
7. 第(7)问：木块静止时，水平方向受力平衡，静摩擦力等于两侧拉力之差；木块向右匀速时，滑动摩擦力等于此时两侧拉力之差；向左匀速时，滑动摩擦力方向改变，根据二力平衡计算左侧所需拉力。
【解析】
(1) 小卡片两侧的线跨过滑轮，钩码向下拉，因此两个拉力方向相反；每个钩码重力相同，通过调整钩码个数可以改变拉力的大小。
(2) 将小卡片旋转一个角度，此时两个拉力不在同一直线上，松手后小卡片会转动，不能平衡，此步骤的目的是探究二力不在同一直线上能否平衡，对应选项D。
(3) 要验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，可将卡片从中间剪开，使两个拉力分别作用在两个半卡片上，观察是否还能保持平衡。
(4) 小卡片的重力远小于钩码的拉力，对实验影响可忽略，因此不考虑小卡片的重力；实验中两个拉力沿水平方向，所以是探究水平方向二力平衡的条件。
(5) 小华的实验中，小卡片悬空，不受摩擦力的影响；小明的实验中木块与桌面间存在摩擦力，会干扰实验结果，因此小华的实验优于小明的实验的主要原因是减少摩擦力对实验结果的影响，选A。
(6) 即使滑轮高度不同，只要两个拉力的方向相反、作用在同一直线上，小卡片仍能保持平衡，所以能用小明的装置进行实验。
(7) ① 木块静止时，水平方向受力平衡，摩擦力：$f = F_{右} - F_{左} = 5\ \mathrm{N} - 2\ \mathrm{N} = 3\ \mathrm{N}$；
② 右边钩码重力变为$5\ \mathrm{N}+3\ \mathrm{N}=8\ \mathrm{N}$时，木块向右匀速直线运动，此时滑动摩擦力：$f_{滑} = 8\ \mathrm{N} - 2\ \mathrm{N} = 6\ \mathrm{N}$；
③ 木块向左匀速直线运动时，滑动摩擦力方向向右，大小仍为$6\ \mathrm{N}$，根据二力平衡，左边拉力：$F_{左}' = 8\ \mathrm{N} + 6\ \mathrm{N} = 14\ \mathrm{N}$，即左边所挂钩码的重力为14N。
【答案】
(1) 相反；钩码个数
(2) 旋转；不能；D
(3) 将卡片从中间剪开
(4) 不考虑；水平
(5) A
(6) 能
(7) 3；14 N
【知识点】
二力平衡条件；摩擦力的计算；实验误差分析
【点评】
本题全面考查二力平衡条件的探究实验，涵盖实验设计、条件验证、误差分析及摩擦力相关计算，需要学生熟练掌握二力平衡的核心条件，同时能结合实验情景分析问题，区分静摩擦与滑动摩擦的不同应用。
【难度系数】
0.6
