菊座理化实验室 物理 · 八下

探究二力平衡的条件

二力平衡 · 光滑桌面,钩码每个 0.5 N

左拉力 0.5N
右拉力 0.5N
状态 待观察

设定值,不是实测

俯视看光滑桌面,小车两端各系一根细线,跨过定滑轮挂着托盘。

先猜把小车扭转一个角度再松手,小车会怎样?

先选一个,再看结论和实验。

结论转回来。两个力不共线,不能平衡,小车被拉回同一直线。

第 1 镜 · 摆车 小车放在光滑桌面上,正放。两端细线跨过定滑轮挂好托盘。

第 1 / 5 镜 · 尚未播放
改变条件
左边钩码
右边钩码
小车摆放
只改两边拉力和小车角度;小车、滑轮、桌面都不换

设定两边钩码和小车摆放,然后点播放,看松手后小车动不动。

要点 · 记忆点

运动和力
记住这句

同体、等大、反向、共线,四个条件少一个,小车就动。

同体

两个力作用在同一个小车上。小车压桌面的力和桌面托小车的力分别作用在两个物体上,不算平衡力。

等大

两边钩码一样多,拉力才相等。本页每个钩码 0.5 N,左边 1 个、右边 2 个就是 0.5 N 对 1.0 N。

反向、共线

两根细线沿同一直线向两边拉。扭转 25° 后两个力大小没变、方向也相反,只是不再共线,松手小车就转。

平衡不止静止

静止和匀速直线运动都是平衡状态。本页只演示静止这一种。

易错扭转后小车会转回同一直线再停,这不代表扭转时也平衡。看的是松手那一瞬间它能不能保持静止。

观察什么

两边相等

小车正放,松手后保持静止,两个力平衡。

两边不等

小车向拉力大的一边运动,运动状态改变,两个力不平衡。

扭转 25°

两边拉力相等但不在同一直线,小车先转回同一直线;两个力还必须是反向、共线才平衡。

这个实验在说明什么

二力平衡四个条件常被当成一句口诀,这一页把它们拆成可以一个个破坏的东西:同体、等大、反向、共线,少哪一个小车就动。小车压桌面的力和桌面托小车的力,就不算平衡力。

桌面、滑轮、小车都不换,只改两边钩码个数和小车摆放的角度。改钩码破坏「等大」,扭转小车破坏「共线」,而两个力的大小和方向其实都没变。

钩码 0.5 N 是设定值,仿真忽略摩擦和托盘自重,画面停在刚回到同一直线的位置,只演示开始的一小段。扭转后小车转回直线再停,不代表扭转那一刻也平衡,要看松手那一瞬间它能不能保持静止。

钩码每个 0.5 N 是设定值,仿真忽略摩擦和托盘自重;小车只演示开始的一小段,不报加速度和位移。扭转后画面停在刚回到同一直线的位置,便于看清;真实无摩擦时会转过这一位置再摆回来。教材:人教社电子课本 · 物理八下。

讲给家长听

合上这一页,说说二力平衡要同时满足哪四个条件。

卡住了?看一眼

同体、等大、反向、共线,四个条件少一个,小车就动。