Question

6．在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，橡皮条的另一端系两根细绳，细绳端带有绳套，先用两个弹簧称分别勾住绳套并互成角度地拉橡皮条，把橡皮条的结点拉到某一位置O并记下该点的位置；再用一个弹簧称将橡皮条的结点拉到同一位置O．
（1）某同学认为在此过程中必须注意以下几项：
A．两根细绳必须等长
B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D．用两个弹簧称同时拉细绳时要注意使两个弹簧称的读数相等
E．用两个弹簧秤同时拉细绳套时必须将橡皮条的结点拉到同一位置O
其中正确的是CE．（填入相应的字母）
（2）“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图1甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB与OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的示意图．
①图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是F′．
②本实验采用的科学方法是B．
A．理想实验法  B．等效替代法
C．控制变量法  D．建立物理模型法
（3）某同学在坐标纸上画出了如图2所示的两个已知力F₁、F₂，图中小正方形的边长表示2N，两力的合力用F表示，F₁、F₂与F的夹角分别为θ₁和θ₂，下列说法正确的有：BC．
A．F₁=4N  B．F=12N     C．θ₁=45°  D．θ₁＜θ₂

Answer 1

分析 （1）在实验中使用一根弹簧秤拉细线与两根弹簧秤拉细线的作用效果要相同（即橡皮条拉到同一位置），而细线的作用是画出力的方向，弹簧秤能测出力的大小．因此细线的长度没有限制，弹簧秤的示数也没有要求，两细线的夹角不要太小也不要太大，但拉弹簧秤时必须保证与木板平面平行．
（2）在实验中F和F′分别由平行四边形定则及实验得出，明确理论值和实验值的区别即可正确答题，本实验中采用了两个力合力与一个力效果相同来验证的平行四边形定则，因此采用“等效法”，注意该实验方法的应用；
（3）根据平行四边形定则作出合力，从而确定合力的大小和分力与合力的夹角．

解答 解：A、细线的作用是能显示出力的方向，所以不必须等长．故A错误；
B、两细线拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，不一定橡皮条要在两细线的夹角平分线上．故B错误；
C、使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行，否则会影响力的大小，故C正确；
D、两弹簧秤示数不需要等大，只要便于作出平行四边形即可．故D错误；
E、在该实验中要求每次拉橡皮筋的时要使橡皮筋形变的长度和方向都相同，即结点O要到同一位置，这样两次的效果才等效，才符合“等效替代”法，故E正确；
故选：CE．
（2）①F是通过作图的方法得到合力的理论值，而F′是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力．故方向一定沿AO方向的是F′，
②由于误差的存在F和F′方向并不在重合，合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法．
故选：B
（3）根据平行四边形定则，作出两个力的合力，如图．从图上可知，F₁=$4\sqrt{2}$N，合力F=12N．根据几何关系知F₁与F的夹角分别为θ₁=45°．从图上可知，θ₁＞θ₂．故B、C正确，A、D错误．
故选：BC．
故答案为：（1）CE；（2）①F′；②B；（3）BC

点评 本实验采用的是“等效替代”的方法，即一个合力与几个分力共同作用的效果相同，可以互相替代，明确“理论值”和“实验值”的区别．