Question

3．在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，先用一個(gè)彈簧秤拉橡皮條的另一端到某一點(diǎn)并記下該點(diǎn)的位置；再將橡皮條的另一端系兩根細(xì)繩，細(xì)繩的另一端都有繩套，用兩個(gè)彈簧秤分別勾住繩套，并互成角度地拉橡皮條．
（1）某同學(xué)認(rèn)為在此過(guò)程中必須注意以下幾項(xiàng)：
A．兩根細(xì)繩必須等長(zhǎng)
B．橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上
C．在使用彈簧秤時(shí)要注意使彈簧秤與木板平面平行
D．在用兩個(gè)彈簧秤同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)要注意使兩個(gè)彈簧秤的讀數(shù)相等
E．在用兩個(gè)彈簧秤同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)必須將橡皮條的另一端拉到用一個(gè)彈簧秤拉時(shí)記下的位置
其中正確的是CE（填入相應(yīng)的字母）．
（2）“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)情況如圖1甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩．圖1乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出的力的示意圖．

①圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是F′．
②本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是B（填正確答案標(biāo)號(hào)）．
A．理想實(shí)驗(yàn)法  B．等效替代法
C．控制變量法  D．建立物理模型法
（3）某同學(xué)在坐標(biāo)紙上畫(huà)出了如圖2所示的兩個(gè)已知力F₁和F₂，圖中小正方形的邊長(zhǎng)表示2N，兩力的合力用F表示，F(xiàn)₁、F₂與F的夾角分別為θ₁和θ₂，關(guān)于F₁、F₂與F、θ₁和θ₂關(guān)系正確的有BC（填正確答案標(biāo)號(hào)）．

A．F1=4N	B．F=12N
C．θ1=45°	D．θ1＜θ2

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)是要驗(yàn)證平行四邊形定則，注意在理解實(shí)驗(yàn)的原理基礎(chǔ)上，掌握實(shí)驗(yàn)的方法和數(shù)據(jù)的處理方法以及需要注意的事項(xiàng)，尤其是理解本實(shí)驗(yàn)的“等效”思想．明確“實(shí)驗(yàn)值”和“實(shí)際值”的區(qū)別．
（2）本實(shí)驗(yàn)采用了等效替代法，實(shí)際拉力的方向與橡皮條在同一直線上，由于實(shí)驗(yàn)存在誤差，拉力合力的理論值與橡皮條的方法往往不在同一直線上，分析圖示情景答題．
（3）根據(jù)平行四邊形定則作出合力，從而確定合力的大小和分力與合力的夾角．

解答 解：（1）A、本實(shí)驗(yàn)中我們只需使兩個(gè)力的效果與一個(gè)力的效果相同即可，細(xì)繩的長(zhǎng)度是否相等與本實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)，合力不需要一定過(guò)兩分力的角平分線，且兩分力也不一定相等，故ABD錯(cuò)誤；
C、為保證拉力的方向?yàn)樵诩埫嫔袭?huà)出的方向，彈簧秤一定要與木板平行，故C正確；
E、為了減小實(shí)驗(yàn)的誤差，應(yīng)要求用一個(gè)力拉和用兩個(gè)力拉時(shí)的效果應(yīng)相同，即必須將橡皮條拉至同一位置，故E正確；故選CE．
（2）①F₁與F₂合力的實(shí)驗(yàn)值是指通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到值，即用一個(gè)彈簧拉繩套時(shí)測(cè)得的力的大小和方向，而理論值（實(shí)際值）是指通過(guò)平行四邊形得出的值，故F′是力F₁與F₂合力的實(shí)驗(yàn)值，其方向一定沿AO方向．
②實(shí)驗(yàn)中兩次要求效果相同，故實(shí)驗(yàn)采用了等效替代的方法，故ACD錯(cuò)誤，B正確．
（3）根據(jù)平行四邊形定則，作出兩個(gè)力的合力，如圖．從圖上可知，F(xiàn)₁=4$\sqrt{2}$N，合力F=12N．根據(jù)幾何關(guān)系知F₁與F的夾角分別為θ₁=45°．從圖上可知，θ₁＞θ₂．故B、C正確，A、D錯(cuò)誤．故選BC．
故答案為：（1）CE；（2）①F′；②B；（3）BC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)，知道實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法是解題的關(guān)鍵；驗(yàn)證力的平行四邊形定則是力學(xué)中的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)明確實(shí)驗(yàn)的原理、數(shù)據(jù)處理方法及本實(shí)驗(yàn)采用的物理方法．