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三、解答题
15. 在“探究二力平衡的条件”实验中：
（1）如果物体只受到两个力的作用，且处于
（2）小华认为，若采用小明的方案，则必须测出物体所受的
（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：
（4）图丙是最终的实验方案。此方案中，由于
15. 在“探究二力平衡的条件”实验中：
（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，则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，另一个力无法直接测量，所以这一方案无法实施。（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：
BAC
（填字母）。这样的改进是为了减小摩擦力
对实验的影响。（4）图丙是最终的实验方案。此方案中，由于
卡片的重力远小于钩码的重力
，故卡片的重力可忽略不计。答案
15. (1) 静止或匀速直线运动 (2) 拉力 重力 拉力 (3) BAC 摩擦力 (4) 卡片的重力远小于钩码的重力
解析
【分析】
要解决这道题，需结合二力平衡的定义、实验方案的改进思路逐步分析：
1. 二力平衡的核心是：物体受两个力作用时，若处于平衡状态（静止或匀速直线运动），则这两个力平衡，这是判断二力平衡的依据；
2. 分析甲装置时，明确物体受拉力和重力，需测量这两个力的大小，但甲装置无法直接测量重力，因此该方案不可行；
3. 乙的三个方案中，B是木块（与桌面间滑动摩擦力大）、A是小车（滚动摩擦力更小）、C是卡片（悬空几乎无摩擦），改进逻辑是逐步减小摩擦力的干扰，故顺序为BAC；
4. 丙方案中，利用卡片重力远小于钩码重力，可忽略卡片重力对实验的影响，确保二力仅由钩码拉力提供。
【解析】
（1）根据二力平衡的定义：当物体只受两个力作用，且处于静止或匀速直线运动状态时，这两个力相互平衡，因此第一空填“静止或匀速直线运动”；
（2）小明的方案（甲）中，物体受弹簧测力计的拉力和自身重力，要探究二力平衡，需测量拉力和重力的大小；但弹簧测力计只能直接测出拉力的大小，重力无法直接测量，所以该方案无法实施；
（3）乙的三个方案：B中木块与桌面间是滑动摩擦力，对实验干扰大；A中小车与桌面间是滚动摩擦力，比滑动摩擦力小，减小了摩擦影响；C中卡片悬空，几乎不受桌面摩擦力，因此改进顺序为B、A、C，目的是减小摩擦力对实验的影响；
（4）丙方案中，卡片的重力远小于钩码的重力，因此卡片的重力可以忽略不计，不会干扰二力平衡的探究。
【答案】
(1) 静止或匀速直线运动 (2) 拉力 重力 拉力 (3) BAC 摩擦力 (4) 卡片的重力远小于钩码的重力
【知识点】
二力平衡条件、实验误差分析、摩擦力的影响
【点评】
本题是探究二力平衡条件的经典实验题，重点考查二力平衡的判断依据、实验方案的优化逻辑（减小干扰因素），要求学生理解实验设计原理，掌握如何通过改进实验减小误差，属于力学实验的基础题型。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需结合二力平衡的定义、实验方案的改进思路逐步分析：
1. 二力平衡的核心是：物体受两个力作用时，若处于平衡状态（静止或匀速直线运动），则这两个力平衡，这是判断二力平衡的依据；
2. 分析甲装置时，明确物体受拉力和重力，需测量这两个力的大小，但甲装置无法直接测量重力，因此该方案不可行；
3. 乙的三个方案中，B是木块（与桌面间滑动摩擦力大）、A是小车（滚动摩擦力更小）、C是卡片（悬空几乎无摩擦），改进逻辑是逐步减小摩擦力的干扰，故顺序为BAC；
4. 丙方案中，利用卡片重力远小于钩码重力，可忽略卡片重力对实验的影响，确保二力仅由钩码拉力提供。
【解析】
（1）根据二力平衡的定义：当物体只受两个力作用，且处于静止或匀速直线运动状态时，这两个力相互平衡，因此第一空填“静止或匀速直线运动”；
（2）小明的方案（甲）中，物体受弹簧测力计的拉力和自身重力，要探究二力平衡，需测量拉力和重力的大小；但弹簧测力计只能直接测出拉力的大小，重力无法直接测量，所以该方案无法实施；
（3）乙的三个方案：B中木块与桌面间是滑动摩擦力，对实验干扰大；A中小车与桌面间是滚动摩擦力，比滑动摩擦力小，减小了摩擦影响；C中卡片悬空，几乎不受桌面摩擦力，因此改进顺序为B、A、C，目的是减小摩擦力对实验的影响；
（4）丙方案中，卡片的重力远小于钩码的重力，因此卡片的重力可以忽略不计，不会干扰二力平衡的探究。
【答案】
(1) 静止或匀速直线运动 (2) 拉力 重力 拉力 (3) BAC 摩擦力 (4) 卡片的重力远小于钩码的重力
【知识点】
二力平衡条件、实验误差分析、摩擦力的影响
【点评】
本题是探究二力平衡条件的经典实验题，重点考查二力平衡的判断依据、实验方案的优化逻辑（减小干扰因素），要求学生理解实验设计原理，掌握如何通过改进实验减小误差，属于力学实验的基础题型。
【难度系数】
0.5
16. 质量为 1.5 t 的汽车，在水平公路上匀速行驶时受到的摩擦阻力是汽车自身重力的$\frac{1}{50}$。求：($g$ 取 10 N/kg)
（1）汽车受到的支持力。
（2）汽车受到的摩擦力。
（3）当汽车匀速行驶时，发动机对汽车的牵引力。
（1）汽车受到的支持力。
（2）汽车受到的摩擦力。
（3）当汽车匀速行驶时，发动机对汽车的牵引力。
答案
16. (1) $1.5×10^4\ \mathrm{N}$ (2) $300\ \mathrm{N}$ (3) $300\ \mathrm{N}$
解析
【分析】
首先明确汽车在水平公路上匀速行驶时，竖直方向和水平方向均受力平衡。第一步需将汽车质量单位换算为kg，利用重力公式计算汽车重力；竖直方向上，支持力与重力是一对平衡力，大小相等；摩擦力为重力的$\frac{1}{50}$，直接代入计算；水平方向匀速行驶时，牵引力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，据此依次求解三个问题。
【解析】
解：首先统一单位，汽车质量 $ m = 1.5\ \mathrm{t} = 1500\ \mathrm{kg} $。
汽车的重力：$ G = mg = 1500\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 1.5 × 10^4\ \mathrm{N} $。
（1）汽车在水平公路上，竖直方向受力平衡，支持力与重力是平衡力，故汽车受到的支持力：$ F_{\mathrm{支}} = G = 1.5 × 10^4\ \mathrm{N} $。
（2）由题意，摩擦阻力是汽车重力的$\frac{1}{50}$，故汽车受到的摩擦力：$ f = \frac{1}{50}G = \frac{1}{50} × 1.5 × 10^4\ \mathrm{N} = 300\ \mathrm{N} $。
（3）汽车匀速行驶时，水平方向受力平衡，发动机的牵引力与摩擦力是平衡力，故牵引力：$ F_{\mathrm{牵}} = f = 300\ \mathrm{N} $。
【答案】
(1) $1.5×10^4\ \mathrm{N}$ (2) $300\ \mathrm{N}$ (3) $300\ \mathrm{N}$
【知识点】
重力的计算、二力平衡的应用
【点评】
本题为力学基础题，考查重力计算与二力平衡的实际应用，解题关键是明确匀速运动时物体受力平衡，能准确判断竖直、水平方向的平衡力，注意质量单位的换算，难度较低，适合基础巩固练习。
【难度系数】
0.6
首先明确汽车在水平公路上匀速行驶时，竖直方向和水平方向均受力平衡。第一步需将汽车质量单位换算为kg，利用重力公式计算汽车重力；竖直方向上，支持力与重力是一对平衡力，大小相等；摩擦力为重力的$\frac{1}{50}$，直接代入计算；水平方向匀速行驶时，牵引力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，据此依次求解三个问题。
【解析】
解：首先统一单位，汽车质量 $ m = 1.5\ \mathrm{t} = 1500\ \mathrm{kg} $。
汽车的重力：$ G = mg = 1500\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 1.5 × 10^4\ \mathrm{N} $。
（1）汽车在水平公路上，竖直方向受力平衡，支持力与重力是平衡力，故汽车受到的支持力：$ F_{\mathrm{支}} = G = 1.5 × 10^4\ \mathrm{N} $。
（2）由题意，摩擦阻力是汽车重力的$\frac{1}{50}$，故汽车受到的摩擦力：$ f = \frac{1}{50}G = \frac{1}{50} × 1.5 × 10^4\ \mathrm{N} = 300\ \mathrm{N} $。
（3）汽车匀速行驶时，水平方向受力平衡，发动机的牵引力与摩擦力是平衡力，故牵引力：$ F_{\mathrm{牵}} = f = 300\ \mathrm{N} $。
【答案】
(1) $1.5×10^4\ \mathrm{N}$ (2) $300\ \mathrm{N}$ (3) $300\ \mathrm{N}$
【知识点】
重力的计算、二力平衡的应用
【点评】
本题为力学基础题，考查重力计算与二力平衡的实际应用，解题关键是明确匀速运动时物体受力平衡，能准确判断竖直、水平方向的平衡力，注意质量单位的换算，难度较低，适合基础巩固练习。
【难度系数】
0.6
