Question

11．李明同學(xué)在做《互成角度的兩個(gè)力的合成》實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用坐標(biāo)紙記下了橡皮筋的結(jié)點(diǎn)位置O點(diǎn)以及兩只彈簧秤拉力的大小如圖（a）所示，
（1）試在圖（a）中作出無(wú)實(shí)驗(yàn)誤差情況下F₁和F₂的合力圖示，并用F表示此力．
（2）該實(shí)驗(yàn)中若兩個(gè)彈簧秤的讀數(shù)均為4N，且兩彈簧秤拉力的方向相互垂直，則不能（選填“能”或“不能”）用一個(gè)量程為5N的彈簧秤測(cè)量出它們的合力，理由是這兩個(gè)力的合力大小超出了彈簧秤的量程．
（3）有關(guān)此實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是AB．
A．拉橡皮條的繩細(xì)一些且長(zhǎng)一些，實(shí)驗(yàn)效果較好
B．拉橡皮條時(shí)，彈簧秤、橡皮條、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行
C．橡皮條彈性要好，拉結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O時(shí)，拉力要適當(dāng)大些
D．拉力F₁和F₂的夾角越大越好
（4）圖（b）所示是李明和張華兩位同學(xué)在做以上實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果，其中哪一個(gè)實(shí)驗(yàn)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)？（力F′是用一只彈簧秤拉時(shí)的圖示）
答：張華．

Answer 1

分析 （1）以F₁和F₂為鄰邊作平行四邊形，通過(guò)O點(diǎn)的對(duì)角線表示合力F；
（2）由平行四邊形定則可得出兩拉力的合力大小，比較拉力與彈簧秤的量程則可知5N量程的彈簧秤是否可用；
（3）本實(shí)驗(yàn)采用“等效法”，即要求兩次拉橡皮筋的效果相同，對(duì)于兩彈簧拉力大小以及夾角大小沒(méi)有具體要求，只要便于作圖以及減小誤差即可，因此在實(shí)驗(yàn)中盡量減小力的測(cè)量及作圖中出現(xiàn)的誤差；
（4）明確實(shí)驗(yàn)理論值和實(shí)驗(yàn)值之間的關(guān)系即可正確解答．

解答 解：（1）以F₁和F₂為鄰邊作平行四邊形，與F₁和F₂共點(diǎn)的對(duì)角線表示合力F，標(biāo)上箭頭，如下圖所示．

（2）兩力均為4N，且相互垂直，則其合力大小為F=4$\sqrt{2}$N≈5.6N＞5N，合力超過(guò)了彈簧秤的量程；故彈簧秤無(wú)法測(cè)出物體所受的合力，故不能使用；
（3）A、兩根細(xì)線應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)些，便于減小力的方向測(cè)量的誤差，故A正確；
B、作圖時(shí)，我們是在白紙中作圖，做出的是水平力的圖示，若拉力傾斜，則作出圖的方向與實(shí)際力的方向有較大差別，故應(yīng)使各力盡量與木板面平行，故B正確；    
C、根據(jù)平行四邊形定則可知，合力不變，只增大一個(gè)分力的大小時(shí)，另一個(gè)分力的大小和方向都變化，故C錯(cuò)誤；
D、兩個(gè)拉力的夾角過(guò)大，合力會(huì)過(guò)小，量取理論值時(shí)相對(duì)誤差變大，夾角太小，會(huì)導(dǎo)致作圖困難，也會(huì)增大偶然誤差，故D錯(cuò)誤；
故選：AB．
（4）用平行四邊形定則求出的合力可以與橡皮條拉力的方向有偏差，但用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉結(jié)點(diǎn)的拉力與橡皮條拉力一定在同一直線上，故張華作的符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)．
故答案為：（1）如圖所示，（2）不能；這兩個(gè)力的合力大小超出了彈簧秤的量程；（3）AB，（4）張華

點(diǎn)評(píng) 解答實(shí)驗(yàn)的出發(fā)點(diǎn)為明確實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理，本題中主要考查驗(yàn)證力的平行四邊形定則的誤差分析及數(shù)據(jù)的處理，應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)原理及數(shù)據(jù)的處理方法去思考減少實(shí)驗(yàn)誤差的方法．