题目内容
【题目】某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则.
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实验步骤:
①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向.
②如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧秤示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2,记录弹簧秤的示数F,测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l).每次将弹簧秤示数改变0.50 N,测出所对应的l,部分数据如下表所示:
F/N | 0 | 0.50 | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 |
l/cm | l0 | 10.97 | 12.02 | 13.00 | 13.98 | 15.05 |
③找出②中F=2.50 N时橡皮筋两端的位置,重新标记为O、O′,橡皮筋的拉力记为FOO′.
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④在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图乙所示.用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端达到O点,将两笔尖的位置标记为A、B,橡皮筋OA段的拉力记为FOA,OB段的拉力记为FOB.
完成下列作图和填空:
(1)利用表中数据在给出的坐标纸上画出F-l图线,根据图线求得l0=________cm.
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(2)测得OA=6.00 cm,OB=7.60 cm,则FOA的大小为________N.
(3)根据给出的标度,在图中作出FOA和FOB的合力F′的图示.
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(4)通过比较F′与________的大小和方向,即可得出实验结论.
【答案】(1)如图甲所示 10.0(9.8、9.9、10.1均正确)
(2)1.80(1.70~1.90均正确)
(3)如图乙所示
(4)FOO′
【解析】(1)在坐标系中描点,用平滑的曲线(直线)将各点连接起来,不在直线上的点均匀分布在直线的两侧.如图甲所示,由图线可知与横轴的交点l0=10.0 cm.
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(2)橡皮筋的长度l=OA+OB=13.60 cm,由图甲可得F=1.80 N,所以FOA=FOB=F=1.80 N.
(3)利用给出的标度作出FOA和FOB的图示,然后以FOA和FOB为邻边作平行四边形,对角线即为合力F′,如图乙.
(4)FOO′的作用效果和FOA、FOB两个力的作用效果相同,F′是FOA、FOB两个力的合力,所以只要比较F′和FOO′的大小和方向,即可得出实验结论.