题目内容
【题目】某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为_______N。
(2)下列不必要的实验要求是_________(请填写选项前对应的字母)。
A.应测量重物M所受的重力
B.弹簧测力计应在使用前校零
C.拉线方向应与木板平面平行
D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置
(3)某次实验中,该同学保持结点O的位置不变,调整弹簧测力计B的拉力沿各种不同的方向,结果发现测力计B的读数最小值为重物M所受的重力的0.5倍,则O点与弹簧测力计A之间的细线偏离竖直方向的夹角为_______。
【答案】 3.6 D 30°
【解析】试题分析:由图示弹簧测力计确定其分度值,读出其示数;验证力的平行四边形定则的实验原理是:理论值与实际值的对比.合力的理论值使用作图法,需要记录两分力的大小和方向;实际值的测量则使用等效替代,需要测量结点O的位置及力的大小.另外实际值与测量值比较方法,是在同一点作出两力的图示,比较是否近似重合.根据共点力平衡的条件进行分析,明确当B的方向与A的方向相互垂直时,B的拉力最小,由几何关系即可求得对应的夹角.
(1)由图示可知,弹簧测力计分度值为0.2N,其示数为3.6N;
(2)实验通过作出三个力的图示,来验证“力的平行四边形定则”,因此重物的重力必须要知道,A正确;弹簧测力计是测出力的大小,所以要准确必须在测之前校零,B正确;为了防止出现竖直方向上的分力,拉线方向应与木板平面平行,C正确;由于本实验中物体的重力一定,因此两弹簧秤的拉力的合力大小方向均是一定的,所以不需要再让结点每次静止在同一位置,D错误.
(3)该同学保持结点O的位置不变,调整弹簧测力计B的拉力沿各种不同的方向变化,当B的方向与A的方向相互垂直时,B的拉力最小,此时,因,解得θ=30°.