Question

14．某同學(xué)做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗．如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細繩的結(jié)點，OB和OC為細繩．圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖．
（1）如果沒有操作失誤，圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是F’．
（2）該同學(xué)在某次實驗中，先讓兩個彈簧秤并排靠攏一起用力把節(jié)點O拉到某一位置．他保持彈簧秤1的讀數(shù)不變，緩慢逐漸減小BOA的夾角（∠BOA一直大于90⁰），為了保持節(jié)點O的位置不變，他對彈簧秤2應(yīng)如何操作？B
A．保持彈簧秤2的讀數(shù)不變，使∠COA緩慢變��；
B．緩慢增大彈簧秤2的讀數(shù)，使∠COA緩慢變小；
C．先緩慢增大彈簧秤2的讀數(shù)再緩慢減小讀數(shù)，使∠COA緩慢減��；
D．緩慢增大彈簧秤2的讀數(shù)，使∠COA先減小再增大．
（3）實驗時，主要的步驟是：
A．在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上；
B．用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端拴上兩條細繩，細繩的另一端系著繩套；
C．用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達某一位置O，記錄下O點的位置，讀出兩個彈簧測力計的示數(shù)；
D．按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測力計的拉力F₁和F₂的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F；
E．只用一只彈簧測力計，通過細繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測力計的示數(shù)，記下細繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個力F′的圖示；
F．比較F′和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論．
上述步驟中，①有重要遺漏的步驟的序號是C和E；②遺漏的內(nèi)容分別是記下兩個分力的方向和將橡皮條結(jié)點拉至O點．

Answer 1

分析 （1）明確實驗原理即可明確力F和F'的關(guān)系；
（2）要使結(jié)點不變，應(yīng)保證合力大小、方向不變，保持A的讀數(shù)不變，即要求一個分力大小不變，故可以根據(jù)平行四邊形定則作圖分析得出結(jié)果；
（3）步驟C中只有記下兩條細繩的方向，才能確定兩個分力的方向，進一步才能根據(jù)平行四邊形定則求合力；步驟E中只有使結(jié)點到達同樣的位置O，才能表示兩種情況下力的作用效果相同；．

解答 解：（1）F是通過作圖的方法得到合力的理論值，而F′是通過一個彈簧稱沿AO方向拉橡皮條，使橡皮條伸長到O點，使得一個彈簧稱的拉力與兩個彈簧稱的拉力效果相同，測量出的合力．故方向一定沿AO方向的是F′，由于誤差的存在F和F′方向并不在重合；
（2）該題本質(zhì)上考查了物體的動態(tài)平衡，由題意可知：保持D點位置不動，即合力大小方向不變，彈簧測力計A的讀數(shù)不變，因此根據(jù)要求作出力的平行四邊形定則，畫出受力分析圖如下：
所以由圖可知α角逐漸變小時，B的示數(shù)減小，∠COA先減小再增大，故ABC錯誤，D正確．
（3）本實驗為了驗證力的平行四邊形定則，采用的方法是作力的圖示法，作出合力和理論值和實際值，然后進行比較，得出結(jié)果．所以，實驗時，除記錄彈簧秤的示數(shù)外，還要記下兩條細繩的方向，以便確定兩個拉力的方向，這樣才能作出拉力的圖示．
故錯誤的步驟為：C，未記下記下兩個分力的方向；步驟E中未說明把橡皮條的結(jié)點拉到位置O．
故答案為：（1）F'；（2）D；（3）C、E；記下兩個分力的方向；將橡皮條結(jié)點拉至O點

點評 本實驗關(guān)鍵理解驗證平行四邊形定則的實驗原理，根據(jù)實驗原理分析實驗步驟中有無遺漏或缺陷，因此掌握實驗原理是解決實驗問題的關(guān)鍵．