题目内容

20．（1）“验证力的平行四边形定则”实验中，部分实验步骤如下，请完成有关内容：
A．将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端拴上两根细线；
B．其中一根细线挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录：钩码个数、结点O的位置、橡皮绳的伸长方向、
C．将步骤B中的钩码取下，分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码，用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度，如图乙所示，小心调整B、C的位置，使结点与O的重合，记录：钩码个数、细绳的方向；
（2）如果“力的平行四边形定则”得到验证，那么图乙中cosα：cosβ=$\frac{3}{4}$；
（3）用平木板、细绳套、橡皮筋、测力计等做“验证力的平行四边形定则”的实验，为了使实验能够顺利进行，且尽量减小误差，你认为下列说法或做法能够达到上述目的是C．
A．用测力计拉细绳套时，拉力应沿弹簧的轴线，且与水平木板平行
B．两细绳套必须等长
C．同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置
D．用测力计拉两个细绳套时，两拉力夹角越大越好．

分析 （1、2）“验证力的平行四边形定则”的实验原理是：记录两个分力以及合力的大小和方向后，选用相同的标度将这三个力画出来，画出来的合力是实际值，然后根据平行四边形画出合力的理论值，通过比较实际值和理论值的关系来进行验证，明确了实验原理即可知知道实验中需要记录的物理量和具体的操作；
（3）为了使两根弹簧秤拉力的作用效果与一根弹簧秤拉力的作用效果相同，两次橡皮条伸长的长度相同，且拉到同一个结点，为了减小实验误差，拉橡皮条的细绳要长些，标记方向的两点要远些，为了减小实验误差，用测力计拉细绳套时，拉力应沿弹簧的轴线，且与水平板平行，因此正确解答本题的关键是：理解实验步骤和实验目的，了解整个实验过程的具体操作，以及这些具体操作的意义．

解答 解：（1）用一根细线挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录：钩码个数、结点O的位置，以及橡皮绳的伸长方向，
该实验采用“等效代替”法，因此在用两个绳套拉橡皮筋时，要将橡皮筋与细线结点拉到与步骤B中结点位置重合，同时记录钩码个数和对应的细线方向．
（2）根据O点处于平衡状态，正交分解有：
竖直方向：4mgsinα+3mgsinβ=5mg   ①
水平方向：4mgcosα=3mgcosβ    ②
联立①②解得：$\frac{cosα}{cosβ}=\frac{3}{4}$．
（3）A、为了减小实验中摩擦对测量结果的影响，拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板，故A正确；
B、为减小实验过程中的偶然误差，就要设法减小读数误差，两个分力的大小不一定要相等，绳子的长短对分力大小和方向亦无影响，故B错误；
C、在实验中必须确保橡皮筋拉到同一位置，即一力的作用效果与两个力作用效果相同，故C正确；
D、用测力计拉两个细绳套时，两拉力夹角要适中，不是越大越好，故D错误．
故选：AC
故答案为：（1）钩码个数；结点O的位置；橡皮绳的伸长方向；结点与O的重合、钩码个数、细绳的方向；（2）$\frac{3}{4}$；（3）AC

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理解，正确理解“等效代替”的含义．

练习册系列答案
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C．在伽利略斜面实验中，只有斜面“坡度”较缓才有可能使小球上升到同样高度
D．设想在伽利略斜面实验中，若斜面光滑，并且使斜面变成水平面，则可以使小球沿水平面运动到无穷远处

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