Question

15．某研究小组的同学在水平放置的方木板上做“探究共点力的合成规律”实验时：

（1）利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O以及两只弹簧秤拉力的大小和方向，如图（a）所示，图中每一小格长度均代表0.5N，则F₁与F₂的合力大小为3.0N．
（2）关于此实验，下列叙述中正确的是C
A．弹簧秤应先在竖直方向进行调零
B．橡皮筋对结点O的拉力就是两弹簧秤对结点O的拉力F₁与F₂的合力
C．两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧秤拉力的效果相同
D．若要改变弹簧秤的拉力大小而又要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整两只弹簧秤的拉力大小使其中一只增大另一只减小即可
（3）图（b）所示是甲、乙两位同学在做以上实验时得到的结果，其中力F′是用一只弹簧秤拉橡皮筋时的图示，则哪一位同学的实验结果一定存在问题？请简单说明理由．
答：乙同学，因为乙同学实验的结果F′的方向不与橡皮筋的伸长方向在同一直线上．

Answer 1

分析 以F₁和F₂为邻边作平行四边形，通过O点的对角线表示合力F，据此可正确画出F₁和F₂的合力图示；
明确实验理论值和实验值之间的关系即可正确解答；
该实验采用了“等效替代”法即要求两次拉橡皮筋时，要使橡皮筋产生的形变相同，即拉到同一位置．

解答 解：（1）以F₁和F₂为邻边作平行四边形，与F₁和F₂共点的对角线表示合力F，标上箭头．如图所示

则F₁与F₂的合力大小为3.0N．
（2）A、弹簧秤应先在水平方向进行调零，故A错误；
B、橡皮筋对结点O的拉力与两弹簧秤对结点O的拉力F₁与F₂的合力是一对平衡力，故B错误；
C、两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧秤拉力的效果相同，故C正确；
D、根据平行四边形定则可知，合力不变，只增大一个分力的大小时，另一个分力的大小和方向都变化，故D错误．
故选：C．
（3）用平行四边形定则求出的合力可以与橡皮条拉力的方向有偏差，但用一只弹簧测力计拉结点的拉力与橡皮条拉力一定在同一直线上，
所以乙同学的实验结果存在问题，因为乙同学实验的结果F′的方向不与橡皮筋的伸长方向在同一直线上．
故答案为：（1）3.0；（2）C；（3）乙同学，因为乙同学实验的结果F′的方向不与橡皮筋的伸长方向在同一直线上

点评 本题要防止产生错误的认识，认为橡皮筋的拉力是两弹簧测力计的拉力，根据合力与分力等效关系分析，一个弹簧测力计的拉力是两个弹簧测力计拉力的合力．