题目内容

18.如图甲所示,在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某同学进行实验的主要步骤是:
①将橡皮筋的一端固定在木板上的A点,另一端拴上两根绳套,每根绳套分别连着一个弹簧测力计.
②沿着两个方向拉弹簧测力计,将橡皮筋的活动端拉到某一位置,将该位置标记为O点,读取此时弹簧测力计的示数,分别记录为F1、F2,并用笔在两绳的拉力方向上分别标记a、b两点,分别将其与O点连接,表示两力的方向.
③再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍然拉至O点,记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向.
(1)在③中,用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍然拉至O点,这样做的目的是:合力与分力的作用效果相同.
(2)这位同学在实验中确定分力方向时,同实验小组的另一个同学提出:图甲所示的a点位置标记得不太妥当,其原因是:Oa间距太小.
(3)图乙是在白纸上根据实验结果作出的力的图示,其中F1和F2的合力:理论值是F′,实际测量值是F.(填F或F′)
(4)已知两共点力F1=3.0N、F2=4.0N,两力之间夹角为60°,请你利用“力的平行四边形定则”求出这两个力的合力,合力大小为6.2N(保留一位小数).

分析 (1)合力与分力间的关系是等效替代,所以我们要让一个力(合力)与两个力(分力)产生相同的作用效果;
(2)确定力方向时,用画点的方法记录,两点确定一条直线,两个点距离适当的远一点能减小误差;
(3)数据处理时要注意:用平行四边形画出来的是理论值,与橡皮筋同线的是实际值;
(4)根据力的图示要求进行作图,注意表明力的大小、方向、作用点,然后根据平行四边形定则求出合力的大小.

解答 解:(1)合力与分力间的关系是等效替代,所以我们要让一个力(合力)与两个力(分力)产生相同的作用效果.所以将橡皮筋的活动端都拉至O点,这样做的目的是:合力与分力的作用效果相同.
(2)确定力方向时,用画点的方法记录,两点确定一条直线,两个点距离适当的远一点能减小误差.所以这位同学在实验中确定分力方向时,图甲所示的a点标记得不妥,其原因是:Oa间距太小.
(3)数据处理时要注意:用平行四边形画出来的是理论值,图中F′是平行四边形的对角线,故F′是应用力的合成的平行四边形定则求出的F1和F2的合力,实际值是F.
(4)F1、F2的图示及力的合成图如下图所示:

根据比例关系可知合力大小为F=6.1N
故答案为:
(1)合力与分力的作用效果相同;
(2)Oa间距太小;
(3)F′、F;    
(4)6.2.

点评 实验中一定要通过实验的原理去掌握实验,脱离开原理是无法正确解决实验问题的,知道力的合成遵循平行四边形定则,会根据平行四边形定则进行误差分析.

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