师：上课，起立。同学们好！
生：老师好！
师：请坐，谢谢同学们。近期我国科学家研制了一种很先进的装置，让我们一起来了解一下。这来自我国百年名校南开大学化学学院的科研团队，他们开发了一种独特的全新相控阵声学技术。这项技术使用超声波，实现了安全无害的、对悬浮对象的材料无特殊要求的隔空操控和“可空取物”。第一代声学技术实现了在单一轴线上对多种物体的悬浮，比如悬浮起塑料球、水滴，甚至是活的昆虫。而在第二和第三代的全息相控阵声学技术中，科学家们就可以同时在多个轴线上悬浮起多个物体，并且操控它们在三维空间中的位置了。
师：同学们，我们看到经过科学家们的努力，这个声学技术在一代一代地进步。第一代声学技术通过声波给物体施加力的作用，能让物体静止，对吧？然后第二代和第三代声学技术就能让物体在三维空间中移动了。这可就太有用了，今年6月，中科院的科学家们就用这个声学技术在靶向给药方面取得了重大突破。他们用声学技术，透过小鼠的皮肤和肌肉，直接对其血管中的一团药物施加多个力的作用，然后把这团药物移动到肿瘤的位置进行治疗。那么同学们，这团药物在血管中到底做了什么样的运动呢？这些力又要怎么配合呢？今天我们就来思考这个问题。这是他们的一次实验结果，研究团队要在直径仅为0.2毫米的小鼠血管内把药物从a位置移动到b位置，再移动到c位置。同学们，我们想研究这个运动需要记录哪些物理量呢？研究运动需要记住哪些物理量？
生：位移，还有速度。位移里包括方向，还有时间。
师：很好，那我们就来看一下具体的数据，从a到b位移是0.6毫米，用了多长时间？
生：67秒。
师：从b到c位移0.5毫米用了多长时间？
生：58秒。
师：同学们，看看你们桌子上的刻度尺，想象一下在真实尺寸下的这个运动，有什么感觉？这个运动大家觉得有什么特点？
生：精密，特别慢。
师：可以用缓慢来形容。那同学们要是让你们用一种我们熟悉的运动状态来简化这个缓慢的运动，你们会选哪一种？这位男生，你选哪种？可以用话筒。
生：用匀速运动。
师：用匀速直线运动，对，很好，请坐。我们知道它要维持一个缓慢的运动，那么它的加速度就要非常小吧。那这个非常小的加速度，我们就把它忽略，因此我们任取一小段运动都可以看作匀速直线运动。同学们，还有其他人有别的想法吗？还可以用哪种？那位女生？
生：我认为可以把它看作汽车运动，汽车往前走，然后它后面在反向运动。
师：谁在反向运动？
生：汽车往这里走，因为它是从a到b，然后又从b到c，所以我觉得a到b可以看成汽车在往前走，然后从b到c又往回走了。
师：就像刚才这位男生说的，我们把每一小段是不是都可以看成一个匀速？那我问问你，我要认为你说的那个汽车在每一小段运动中都静止，你认可吗？看看我们这个第一段是不是0.6毫米，用了60秒，那平均1秒又走了0.01毫米，你用手指一秒走0.01毫米试试。
生：我做不了，太短了。
师：太短了，几乎不动，对吧？那我们取一小段看作静止，可以吗？同学们。
生：可以。
师：很好，请坐。那我们就可以把这个药物的运动简化成静止运动或匀速直线运动，这两种运动状态统称为平衡状态。好，那我们就需要想一下了，要让这个药物处于平衡状态，我们要怎么做呢？科学家们是不是用声学给这个药物施加了很多个力的作用？那么显然这些力要相互配合。
师：这些力要怎么配合呢？现在力太多了，不方便我们研究吧？那我们可不可以简化一下？首先我们就只研究这个药物在这个平面内的运动，那我们就只关注这个平面内的力吧。你们觉得我们简化成几个力比较合适？
生：两个力。
师：这个药物受到两个力作用，那么二力平衡条件是什么？
生：等大反向。
师：这样的一个情况我们能不能体现出这些力是指向多个方向的？我看同学们摇头了，差点儿意思，对吧？那是不是两个力太少了？我们再加一个，这样能体现出多个方向了吗？
生：可以了。
师：好，那看来我们至少要把药物的受力简化成三个互成角度的共点力作用。这样我们就通过分析把一个复杂的声学操控靶向给药的模型简化成了在三个共点力作用下物体处于平衡状态的问题。接下来我们只需要研究这三个力要满足什么条件才能使物体平衡就可以了。好，我想让同学们先体验一下，边体验边思考这个问题。我们的桌子上都有这个药物模型，还有血管的示意图。接下来同学们四个人一组，用三个力将药物模型从a位置移动到c位置。但是这里有一个要求，同学们一定要保护好我们的小鼠，千万不要让药物撞到血管壁上，可以吗？
生：可以。
师：好，可以开始体验了。
师：好，我看同学们都完成了。这组同学在试了两次之后成功不碰壁完成了。你们来说说你们是怎么做到的？
生：我们是三个人互相协调，如果感觉要往这边走了，我这边就多用点力把它拉回来。从这边拉到这边的过程中经常很容易碰壁，所以我们需要非常小心地把它拉过来，感觉非常艰难。
师：挺难的哈。特别小心的时候你们是不是就动得特别慢啊？对，同学们，这样一个尺度下，我们已经把血管放大了200倍，大家还拉得特别慢。那在真实的尺寸下可以认为这药物在平衡状态吧。刚才这位同学说，你们三个人是不是要相互配合？那说明这三个力一定是要满足某种条件的，对吧？那你们经过体验感觉这三个力应该满足什么条件呢？
生：合力为0。
师：这位同学用了我们简化的思想，三个力的关系不好描述，那我们就把它合成，简化成一个力，也就是合力，然后再描述。当然他说的这个合力为0到底成立不成立，我们就得用真实的数据来证明了。好，那接下来我们就做实验，来探究当药物处于平衡状态时，其所受三个力满足的条件。大家觉得我们这实验应该怎么做？这位男生可以站起来说。
生：可以用三个弹簧测力计同时拉，并且记下方向，用平行四边形法则来计算合力的大小。
师：用三个弹簧测力计拉，对，然后要记录什么数据？
生：记录力的大小和方向。
师：很好，记录力的大小和方向。那在这个过程中我们要怎么才能减小误差呢？
生：尽量不受摩擦力大小的影响。
师：怎么想办法尽量不受摩擦力的影响？你给大家说说。
生：悬空悬在空气中，让药物离纸张近一点，但还有一定距离，这样就没有摩擦力了。