题目内容

(1)小明同学在学完力的合成与分解后,想在家里做实验验证力的平行四边形定则.他从学校的实验室里借来两只弹簧测力计,按如下步骤进行实验:A.在墙上贴一张白纸用来记录弹簧弹力的大小和方向. B.在一只弹簧测力计的下端悬挂一装满水的水杯,记下静止时弹簧测力计的读数F. C.将一根大约30cm长的细线从杯带中穿过,再将细线两端拴在两只弹簧测力计的挂钩上.在靠近白纸处用手对称地拉开细线,使两只弹簧测力计的读数相等,在白纸上记下细线的方向和弹簧测力计的读数,如图甲所示. D.在白纸上按一定标度作出两个弹簧测力计的弹力的图示,如图乙所示,根据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力F′.(1)在步骤C中,弹簧测力计的读数为
3.00
3.00
N.(2)在步骤D中,合力F′=
5.3
5.3
N.  (3)
在实验误差范围内,F与F′相同
在实验误差范围内,F与F′相同
,可以验证力的平行四边形定则.

(2)如图是用打点计时器打出的4条纸带A、B、C、D,某同学在每条纸带上取了连续的4个点,并用刻度尺测出了相邻两个点间距离.其中一条纸带是用重锤做的“测自由落体运动加速度”实验时打出的,则该纸带是(所用交流电频率为50Hz)
D
D

分析:(1)由弹簧秤的最小刻度0.1N,因此在读数时估读到下一位,根据平行四边形定则可以求出其合力大小;将实验值F和力的平行四边形定则可求出这两个力的合力F′进行比较可以验证力的平行四边形定则;
(2)通过匀变速直线运动的推论,在重力加速度已知的情况下去求出相邻的时间间隔位移之差,从而选出纸带.
解答:解:(1)由图可知,弹簧测力计的示数为3.00N.
故答案为:3.00.
根据力的平行四边形定则作图如下:

故根据力图示可知合力F′的大小为5.3N.
由于作图、测量存在误差故答案为:5.1-5.4N;
实验值F和力的平行四边形定则可求出这两个力的合力F′可知在实验误差范围内,F与F′相同.
故答案为:在实验误差范围内,F与F′相同.
(2)通过实验装置的了解,我们可以认为物体做的是自由落体运动,即为匀变速直线运动,因此根据匀变速直线运动的推论得:△x=at2
所以相邻的时间间隔位移之差△x=gt2=9.8×(0.02)2 m=3.92mm.
从四个纸带中,我们找出相邻的时间间隔位移之差大约是3.92mm 的纸带,即为正确答案,故ABC错误,D正确.
故选D.
点评:要围绕“验证力的平行四边形定则”的实验原理对实验步骤和实验中需要注意的问题进行学习和理解;熟练应用匀变速直线运动规律和推论解决实验问题.
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