Question

14．在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，先用一个弹簧秤拉橡皮条的另一端到某一点并记下该点的位置；再将橡皮条的另一端系两根细绳，细绳的另一端都有绳套，用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条．
（1）某同学认为在此过程中必须注意以下几项：
A．两根细绳必须等长
B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D．在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等
E．在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置
其中正确的是CE（填入相应的字母）．
（2）“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的示意图．
①图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是F′．
②本实验采用的科学方法是B（填正确答案标号）．
A．理想实验法
B．等效替代法
C．控制变量法
D．建立物理模型法
（3）某同学在坐标纸上画出了如图丙所示的两个已知力F₁和F₂，图中小正方形的边长表示2N，两力的合力用F表示，F₁、F₂与F的夹角分别为θ₁和θ₂，关于F₁、F₂与F、θ₁和θ₂关系正确的有BC（填正确答案标号）．
A．F₁=4N       B．F=12N         C．θ₁=45°      D．θ₁＜θ₂．

Answer 1

分析 （1）本实验是要验证平行四边形定则，注意在理解实验的原理基础上，掌握实验的方法和数据的处理方法以及需要注意的事项，尤其是理解本实验的“等效”思想．明确“实验值”和“实际值”的区别．
（2）根据平行四边形定则作出合力，从而确定合力的大小和分力与合力的夹角．

解答 解：（1）本实验中我们只需使两个力的效果与一个力的效果相同即可，细绳的长度是否相等与本实验无关，合力不需要一定过两分力的角平分线，且两分力也不一定相等，故ABD错误；
但为了减小实验的误差，应要求用一个力拉和用两个力拉时的效果应相同，即必须将橡皮条拉至同一位置，故E正确；
为保证拉力的方向为在纸面上画出的方向，弹簧秤一定要与木板平行；故C正确；
故选：CE．
（2）F₁与F₂合力的实验值是指通过实验得到值，即用一个弹簧拉绳套时测得的力的大小和方向，而理论值（实际值）是指通过平行四边形得出的值，故F′是力F₁与F₂合力的实验值，其方向一定沿AO方向．
实验中两次要求效果相同，故实验采用了等效替代的方法，故ACD错误，B正确．
（3）根据平行四边形定则，作出两个力的合力，如图．从图上可知，${F}_{1}=4\sqrt{2}N$，合力F=12N．根据几何关系知F₁与F的夹角分别为θ₁=45°．从图上可知，θ₁＞θ₂．故B、C正确，A、D错误．
故选；BC．
故答案为：（1）CE；（2）①F′；②B；（3）BC

点评 验证力的平行四边形定则是力学中的重点实验，应明确实验的原理、数据处理方法及本实验采用的物理方法．