Question

（1）如圖1所示，在“共點(diǎn)力合成”的實(shí)驗(yàn)中，橡皮條一端固定于P點(diǎn)，另一端連接兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，分別用F₁和F₂拉兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，將這端的結(jié)點(diǎn)拉至O點(diǎn)．現(xiàn)讓F₁大小不變，方向沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)某一角度，且F₁始終處于PO左側(cè)，要使這端的結(jié)點(diǎn)仍位于O點(diǎn)，則關(guān)于F₂的大小和圖中的β角，下列情況可能存在的是______．
A．增大F₂的同時(shí)增大β角B．增大F₂的同時(shí)減小β角
C．增大F₂而保持β角不變D．減小F₂的同時(shí)增大β角
（2）（I）如圖2所示為某同學(xué)安裝的“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，若在圖示狀態(tài)下開始做實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)從該同學(xué)的裝置和操作中指出存在的問題或錯(cuò)誤：______．
（Ⅱ）如圖3所示是小車勻變速運(yùn)動(dòng)時(shí)打出的一條紙帶，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是t，測(cè)出紙帶各相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為S₁、S₂、S₃、S₄，為使計(jì)算的結(jié)果更精確一些，計(jì)算加速度平均值的公式應(yīng)為a=______．
（Ⅲ）該同學(xué)通過測(cè)量，作出a-F圖象如圖4所示，試分析：
①圖象不過原點(diǎn)的原因是：______；②圖象上部彎曲的原因是：______．

Answer 1

解：（1）對(duì)點(diǎn)O點(diǎn)受力分析，受到兩個(gè)彈簧的拉力和橡皮條的拉力，由于O點(diǎn)位置不變，因此橡皮條長(zhǎng)度不變，其拉力大小方向不變，F(xiàn)₂的大小不變，ob彈簧拉力方向和大小都改變，根據(jù)力的平行四邊形定則有：

如圖1所受示，可以增大F₂的同時(shí)增大θ角，故A正確；

若如圖2變化所受，可以增大F₂的同時(shí)減小θ角，故B正確；

如圖3所受示，可以增大F₂而保持θ角不變，故C正確；
同時(shí)根據(jù)平行四邊形定則可知，減小F₁的同時(shí)增大β角是不能組成平行四邊形的，故D錯(cuò)誤；
（2）：（I）安裝儀器時(shí)我們需要注意：①平衡摩擦力，將木板一端墊高；②細(xì)線與木板平行，保證拉力在小車前進(jìn)的方向上；③打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要用交流電源；④釋放小車時(shí)應(yīng)讓小車從靠近計(jì)時(shí)器處釋放，在紙帶上打上盡量多的點(diǎn)；
故錯(cuò)誤之處有：①應(yīng)將電池改為交流電；②沒有平衡摩擦力；③小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器端；④左端連接的細(xì)線應(yīng)與木板平行
（II）由勻變速運(yùn)動(dòng)的推論：x_m-x_n=（m-n）at²得：
a₁═
a₂=
a==
（III）當(dāng)F不為零時(shí)，物體仍然沒有加速度，所以圖象不通過原點(diǎn)的原因是：沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠
設(shè)加速度為a：
對(duì)小車：F=Ma
對(duì)重物：F-mg=ma
聯(lián)立解得：a=，所以未滿足砝碼和砝碼盤的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M時(shí)，當(dāng)m逐漸變大時(shí)，a逐漸變小，故圖象出現(xiàn)彎曲．
所以原因是：未滿足砝碼和砝碼盤的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M
故答案為：（1）ABC
（2）（Ⅰ）①應(yīng)使用交流電源
②細(xì)線要平行于木板
③應(yīng)將木板右端墊起以平衡摩擦力
④小車應(yīng)放在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的左端
（Ⅱ）
（Ⅲ）①?zèng)]有平衡摩擦力
②為滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M
分析：（1）要使結(jié)點(diǎn)O位置不變，應(yīng)保證合力大小、方向不變，保持F₁的大小不變，即要求一個(gè)分力大小不變，故根據(jù)要求利用平行四邊形定則作圖可正確分析得出結(jié)果．
（2）（I）實(shí)驗(yàn)時(shí)需要注意的問題我們可以結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理記憶，如為什么平衡摩擦力，小車的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量，需要選擇的儀器是什么等等．
（II）小車做勻加速運(yùn)動(dòng)，故紙帶上的點(diǎn)跡應(yīng)距離越來越大，加速度可由勻變速運(yùn)動(dòng)的推論：x_m-x_n=（m-n）at²進(jìn)行求解．
（III）根據(jù)圖象，分析誤差出現(xiàn)的原因：平衡摩擦力的原因和小車質(zhì)量M要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砂及砂桶的質(zhì)量m關(guān)系的原因．
點(diǎn)評(píng)：明確矢量合成的法則，熟練應(yīng)用平行四邊形定則解題，本題實(shí)質(zhì)上考查了平行四邊形定則的應(yīng)用．
實(shí)驗(yàn)時(shí)需要注意的問題我們可以結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理記憶，明確實(shí)驗(yàn)原理是處理實(shí)驗(yàn)題的重中之重，從紙帶上求解速度和加速度是處理紙帶的兩個(gè)主要問題，一定要熟練掌握．