Question

14．在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上兩根細(xì)繩，細(xì)繩的另一端都有繩套．實(shí)驗(yàn)中需用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別勾住繩套，并互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O．
（1）以下操作中錯(cuò)誤的有ACD（不定項(xiàng)選擇）
A．同一實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，O點(diǎn)位置可以移動(dòng)
B．實(shí)驗(yàn)中，測(cè)力計(jì)必須保持與木板平行，讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)測(cè)力計(jì)刻度
C．實(shí)驗(yàn)中，先將一個(gè)測(cè)力計(jì)沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)整另一測(cè)力計(jì)的大小和方向，把橡皮條另一端拉到O點(diǎn)
D．實(shí)驗(yàn)中，把橡皮條的另一端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)測(cè)力計(jì)之間的夾角一定取90°，以便算出合力的大小
（2）若兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)均為4N，且兩彈簧測(cè)力計(jì)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的彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量出它們的合力，理由是合力超過(guò)了彈簧秤的量程．
（3）某小組得出如圖2所示的圖（F與AO共線），圖中F′是F₁與F₂合成的理論值；F是F₁與F₂合成的實(shí)際值，在實(shí)驗(yàn)中如果將兩個(gè)細(xì)繩套換成兩根橡皮條，那么實(shí)驗(yàn)結(jié)果將不變（填“變小”、“變大”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證力的平行四邊形定則，研究合力與分力的關(guān)系，而合力與分力是等效的．本實(shí)驗(yàn)采用作合力與分力圖示的方法來(lái)驗(yàn)證，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和方法來(lái)選擇；
（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）該實(shí)驗(yàn)采用了“等效法”，由于實(shí)驗(yàn)誤差的存在，導(dǎo)致F₁與F₂合成的實(shí)際值（通過(guò)平行四邊形定則得出的值），與理論值（實(shí)際實(shí)驗(yàn)的數(shù)值）存在差別，只要O點(diǎn)的作用效果相同，是否換成橡皮條不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果

解答 解：A、要保證兩個(gè)彈簧稱的拉力與一個(gè)彈簧稱的拉力效果相同，橡皮條要沿相同方向伸長(zhǎng)量相同，則O點(diǎn)的位置應(yīng)固定．故A錯(cuò)誤；
B、本實(shí)驗(yàn)是在水平面作力的圖示，為了減小誤差彈簧測(cè)力計(jì)必須保持與木板平行，讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的刻度．故B正確．
C、本實(shí)驗(yàn)，彈簧稱的拉力應(yīng)不超過(guò)量程，兩個(gè)彈簧稱拉力的大小沒有要求，只要使兩次效果相同就行，故C錯(cuò)誤．
D、本實(shí)驗(yàn)只要使兩次效果相同就行，兩個(gè)彈簧稱拉力的方向沒有限制．故D錯(cuò)誤．
本題選錯(cuò)誤的，故選：ACD
（2）兩力均為4N，且相互垂直，則其合力大小為F=$4\sqrt{2}$N＞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）F₁與F₂合成的理論值是通過(guò)平行四邊形定則算出的值，而實(shí)際值是單獨(dú)一個(gè)力拉O點(diǎn)的時(shí)的值，因此F是F₁與F₂合成的實(shí)際值，F(xiàn)′是F₁與F₂合成的理論值，由于O點(diǎn)的作用效果相同，將兩個(gè)細(xì)繩套換成兩根橡皮條，不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．
故答案為：（1）ACD；（2）不能；合力超過(guò)了彈簧秤的量程；（3）F′；F；不變

點(diǎn)評(píng) 本實(shí)驗(yàn)采用是等效替代的思維方法．實(shí)驗(yàn)中要保證一個(gè)合力與兩個(gè)分力效果相同，結(jié)點(diǎn)O的位置必須相同，難度適中．