Question

9．某实验小组做“探究求合力的方法”实验，实验室提供的器材有：三根相同的弹簧、一块木板、细绳套、刻度尺、白纸和钉子若干．试根据他们的实验步骤按照要求完成有关问题：
（1）如图甲1、2 所示，他们先把弹簧静放在水平面上，然后记录弹簧两端的位置A、B，再用刻度尺测出A、B 间的距离为L₀，读出L₀=8.10 cm．
（2）接着他们利用三根弹簧做“探究求合力的方法”实验．将一根弹簧（记作Ⅰ）一端固定在钉子上，另一端套上细绳套，用另外两个弹簧（记作Ⅱ、Ⅲ）互成角度拉，如图乙所示，待稳定后，在白纸上分别记录三根弹簧两端的位置、细绳套结点O 及细绳套方向上的M、N、P，如图丙所示．

若测得三个弹簧伸长后的长度分别是L_Ⅰ=16.20cm，L_Ⅱ=18.15cm，L_Ⅲ=16.69cm，则：
①因弹簧劲度系数未知，你应该用哪个物理量的大小代替弹力F 的大小画力的图示？答：L-L₀；
②试在答题纸上图丙中作出弹簧Ⅱ、Ⅲ的弹力F₂、F₃的图示；你选用的标度是2mm来表示弹簧伸1cm时的弹力；
③根据平衡条件，弹簧Ⅱ与Ⅲ的合力应该与弹簧Ⅰ的弹力大小相等，方向相反．请在答题纸上图丙中用力的图示表示该合力F；
④分别连接F₂、F₃与F的末端，观察合成遵循的规律．
（3）改变弹簧Ⅱ、Ⅲ之间的夹角，重复操作，进一步探究合成遵循的规律．

Answer 1

分析 （1）根据刻度尺的读数方法进行读数，注意应估读；
（2）①根据胡克定律进行分析，明确如何不用弹力来描述平行四边形；
②根据作图要求选择合适的标度；
③根据作图方法及选择的标度作出对应的平行四边形

解答 解：（1）由刻度尺的读数方法可知，长度为8.10cm；
（2）①虽然弹力无法求出，但弹力大小与弹簧的形变量有关；故可以用L-L₀来表示弹力的大小；
②标度可以任意选取，但要注意让线段大小合适，故本题中选用2mm来表示弹簧伸1cm时的弹力；
③根据选择的标度作出平行四边形如图所示；
故答案为：（1）8.10；（2）①L-L₀；②2mm来表示弹簧伸1cm时的弹力；③如图所示

点评 在“验证力的平行四边形定则”实验中，我们要知道分力和合力的效果是等同的，同时在具体实验中要注意灵活变通，根据题意确定可以替代的方法．