题目内容

15.“验证力的平行四边形定则”的实验如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳.如图乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图.
(1)图乙中的F是力F1和F2的合力的理论值;F′是力F1和F2的合力的实际测量值.
(2)实验对两次拉伸橡皮条的要求中,下列哪些说法是正确的D(填字母代号).
A.将橡皮条拉伸相同长度即可
B.将橡皮条沿相同方向拉到相同长度
C.将弹簧秤都拉伸到相同刻度
D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
(3)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是力F′.
(4)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
(5)实验中可减小误差的措施有CD
A.两个分力F1、F2的大小要尽量大些
B.两个分力F1、F2间夹角要尽量大些
C.拉橡皮筋时,弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行
D.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些.

分析 (1、3、4)根据本实验的原理:采用作合力与分力的图示的方法来探究平行四边形定则来分析选择;
(2)该实验采用了“等效替代”的原理,即合力与分力的关系是等效的,要求两次拉橡皮筋时的形变量和方向是等效的;
(5)根据合力与分力的关系来分析判断;在分析合力和分力的大小关系时,可以类比一下平行四边形对角线和两边之间的关系.

解答 解:(1)F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.
(2)A、B、本实验的目的是为了验证力的平行四边形定则,即研究合力与分力的关系.根据合力与分力是等效的,本实验橡皮条两次沿相同方向拉伸的长度要相同.故A、B错误;
C、D、在白纸上标下第一次橡皮条和绳的结点的位置,第二次将橡皮条和绳的结点拉到相同位置,表明两次效果相同,即两个拉力和一个拉力等效,而弹簧称不必拉到相同刻度.故C错误,D正确.
故选:D
(3)F′是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条,一定沿AO方向;
(4)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,因此ACD错误,B正确.
(5)A、实验要方便、准确,两分力适当大点,读数时相对误差小,夹角不宜太大,也不宜太小,合力太小,读数的相对误差大,故AB错误;
C、拉橡皮筋时,弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行,故C正确;
D、为了更加准确的记录力的方向,拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些.故D正确;
故选:CD
故答案为:(1)F;F′;(2)D;(3)F′;(4)B;(5)CD

点评 对于中学中的实验,学生尽量要到实验室进行实际操作,只有这样才能体会具体操作细节的意义,解答实验问题时才能更加有把握,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.

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