题目内容
【题目】(6分)在“验证力的平行四边形定则”实验中,某同学的实验情况如图所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。
(1)为了使实验能够顺利进行,且尽量减小误差,你认为下列说法或做法能够达到上述目的的是 。
A.用测力计拉细绳套时,拉力应沿弹簧的轴线,且与水平木板平行
B.两细绳套必须等长
C.同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置
D.用测力计拉两个细线套时,两拉力夹角越大越好
(2)下图是在白纸上根据实验结果画出的图。如果没有操作失误,图乙中的F和F′两力中,方向一定沿AO方向的是 。
(3)若保持结点O的位置及OB绳方向不变,而将OC顺时针缓慢转动一小角度,其他操作均正确,则 。
A.弹簧秤甲的示数不变
B.弹簧秤甲的示数一直减小
C.弹簧秤乙的示数可能增大
D.弹簧秤乙的示数一定先减小后增大
【答案】(1)AC(2分);(2)F′(2分);(3)BC(2分)
【解析】(1)为了减小实验中摩擦对测量结果的影响,拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板,故A正确;为减小实验过程中的偶然误差,就要设法减小读数误差,两个分力的大小不一定要相等,绳子的长短对分力大小和方向亦无影响,故B错误;在实验中必须确保橡皮筋拉到同一位置,即一个力的作用效果与两个力的作用效果相同,故C正确;用测力计拉两个细线套时,两拉力夹角不一定越大越好,适当即可,故D错误。
(2)F是通过作图的方法得到的合力的理论值,而F′是通过弹簧称沿AO方向拉橡皮条得到的力,这个力使橡皮条伸长到O点,因此使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同,故方向一定沿AO方向的是F′,由于误差的存在F和F′方向并不再重合。
(3)对点O受力分析,受到两个弹簧的拉力和橡皮条的拉力,保持结点O的位置及OB绳方向不变,其中橡皮条长度不变,其拉力大小不变,弹簧秤甲的示数一直减小,弹簧秤乙的示数可能增大,也有可能减小,故A、D错误,B、C正确。