Question

3．在做“互成角度的力的合成”实验时：
（1）某同学采取了以下三个步骤做实验：
①在水平放置的木板上固定一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细绳套，通过细绳套同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细绳套的结点到达某一位置O点，用铅笔在白纸上记下O点和两弹簧秤的读数F₁、F₂，同时记录细线的方向；
②只用一个弹簧秤通过细绳套拉橡皮条，使结点到达O点，记下此时弹簧秤的示数F′和细绳
套的方向；
③按选定的标度，在白纸上作出两个力F1和F2的图示，应用平行四边形定则作图求出它们的合力的大小F合，比较F_合和F′的大小与方向；
（2）实验时如果设法保持两个弹簧秤的读数不变，增大两个细绳之间的角度，橡皮条的长度将减小．

Answer 1

分析 “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．

解答 解：（1）①探究“互成角度的两个力的合成”的实验的实验原理是用力的图示画出两个分力和实际的合力，然后用平行四边形画出合力的理论值，因此需要记录两个拉力的大小和方向，拉力的方向通过细线来确定．
②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（1）中结点O位置重合，同时记录弹簧弹力的大小和方向．
③本实验中只要能证明我们用作图法得出的合力与实验法得出的合力相同，即可成立；故应比较F′与F_合的大小和方向是否一致；
（2）若力的大小不变，增大两细绳的角度，则合力一定减小，橡皮条的长度减小；
故答案为：（1）①两弹簧秤的读数F₁、F₂；细线的方向；②O点．③F_合；F′；（2）减小．

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．