Question

(9分)如图所示，某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解，A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负，A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动，B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3m的杆，将细绳连接在杆的右端O点构成支架，保持杆在水平方向，按如下步骤操作：

①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ；                     ②对两个传感器进行调零；

③用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数； ④取下钩码，移动传感器A改变θ角。

重复上述实验步骤，得到表格：

F1/N	1.001	0.580	…	1.002	…
F2/N	－0.868	－0.291	…	0.865	…
θ	30°	60°	…	150°	…

⑴根据表格数据，A传感器对应的是表中力    (选填“F₁”或“F₂”)，砝码质量为    kg(保留一位有效数字)；

⑵本实验中多次测量对传感器进行调零，对此操作说明正确的是    。

A．因为事先忘记调零

B．何时调零对实验结果没有影响

C．为了消除横杆自身重力对结果的影响

D．可以完全消除实验的误差

 

Answer 1

【答案】

 ⑴F₁，0.05；⑵C

【解析】

试题分析：⑴绳只能施加拉力，杆既可以施加拉力，也可以施加压力，对照表格中数据可知，F₁只有正值，而F₂既有正值，又有负值，所以A传感器对应的是表中力F₁，又因为杆通过光滑铰链与传感器B相连，因此，杆上的弹力方向一定沿着杆，对结点O根据平衡条件有：F₁sinθ＝mg，将表格中数据代入，解得：m＝0.05kg；

⑵实验步骤中明确提及对两个传感器进行调零，且实验中多次测量对传感器进行调零，故选项A错误；在每次测量过程中不能进行调零操作，而应在实验之前调零，故选项B错误；本实验中存在着绳子与水平杆的夹角的测量，读数时存在着偶然误差，传感器的灵敏度等致使本实验中存在着系统误差，且实验中误差是不可避免的，故选项D错误；选项C说法正确。

考点：本题以利用DIS实验装置研究支架上力的分解的探究性实验为背景，考查了绳、杆模型的施力特征和共点力平衡条件的应用、实验误差分析等问题，属于中档题。