题目内容

3．在“探究求合力的方法”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳．实验时需两次拉伸橡皮条：一次是用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，实验情况如图1；另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条．
（1）有关此实验，下列说法正确的是C．
A．两根细绳必须等长
B．两次拉伸橡皮条，不需要将橡皮条结点拉到同一位置O点
C．用弹簧测力计拉细绳套时，应保持弹簧测力计与木板平行
D．把橡皮条的结点拉到O点时，两弹簧测力计之间的夹角应取90°不变，以便算出合力的大小
（2）某次实验中两个弹簧测力计的拉力、己在图2中画出，图中的方格每边长度表示1N，O点是橡皮条的结点，请用两个直角三角板严格作出合力F的图示，并求出合力的大小为6.0N．
（3）如图3所示，若先用互成锐角的两个力和将橡皮条的结点拉到位置O，然后保持β角不变，逆时针缓慢转动使α角逐渐增大至90°，在此过程中，保持O点位置不动，则F1和F2的大小变化情况是B．
A．F1一直变大
B．F1先变小后变大
C．F1一直变小
D．F2先变大后变小．

分析 （1）本实验的目的是验证力的平行四边形定则，研究合力与分力的关系，而合力与分力是等效的．本实验采用作合力与分力图示的方法来验证，根据实验原理和方法来选择．
（2）根据平行四边形画出合力来，然后根据题目给的“每格的边长代表1N”来算出合力的大小．
（3）点0受到三个拉力，处于平衡状态，所以两个弹簧测力计对O点拉力的合力一定不变，F2弹簧拉力方向不变，F1弹簧拉力方向和大小都改变，根据平行四边形定则作图分析即可．

解答 解：（1）A、两个绳子的长度没有严格要求，略长一点即可，没有必要等长，故A错误；
B、要保证两个弹簧称的拉力与一个弹簧称的拉力效果相同，橡皮条要沿相同方向伸长量相同，则O点的位置应固定，故B错误；
C、本实验是在水平面作力的图示，为了减小误差弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计的刻度，故C正确；
D、本实验只要使两次效果相同就行，两个弹簧称拉力的方向没有限制．故D错误．
故选：C．
（2）根据平行四边形定则，得出合力如下所示：

根据图示可知，合力代表的长度为6个边长，因此其合力大小为F=6.0N．
（3）点0受到三个拉力，处于平衡状态，对点0受力分析，受到两个弹簧的拉力和橡皮条的拉力，如图，其中橡皮条长度不变，其拉力大小不变，F2拉力方向不变，F1弹簧拉力方向和大小都改变．

逆时针缓慢转动F1使α角逐渐增大至90°的过程中，根据平行四边形定则可以看出的F1先变小后变大，F2的读数不断变大；故B正确、ACD错误．
故选：B．
故答案为：（1）C；（2）6.0；（3）B．

点评 本实验采用是等效替代的思维方法．实验中要保证一个合力与两个分力效果相同，结点O的位置必须相同．同时要通过原理即可分析实验中的方法及误差分析．本题是三力平衡问题中的动态分析问题，关键受力分析后，作出示意图，然后运用力的平行四边形定则进行分析讨论．

练习册系列答案
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