Question

某同學做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗．
（1）主要步驟如下：
A．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；
B．將兩只彈簧測力計通過細繩互成角度地拉橡皮條，使繩與橡皮條的結點達到某一位置O，記下O點的位置和

兩個細繩的方向

，讀出兩個彈簧測力計的示數；
C．按選好的標度，用鉛筆和刻度尺作出兩個彈簧測力計的拉力F₁和F₂的圖示，并根據

平行四邊形定則

作出合力F′；
D．用一個彈簧測力計，通過細繩套把橡皮條的結點

拉到位置O

，讀出彈簧測力計的示數，記下細繩的方向，按同一標度作出這個力F的圖示；
E．比較力F′與F的大小和方向．
（2）如圖是利用坐標紙記下的橡皮筋結點位置O點及兩彈簧測力計拉力的大小，試在圖（a）中作出無實驗誤差情況下F₁和F₂的合力圖示，并用F′表示此力．
（3）圖（b）是甲和乙兩位同學分別做以上實驗時得到的結果，其中哪一個比較符合實驗事實？（力F是只用一只彈簧測力計拉時的圖示）

甲

（填“甲”或“乙”）．

Answer 1

分析：（1）本實驗中采用了兩個力合力與一個力效果相同來驗證的平行四邊形定則，即采用“等效法”，注意該實驗方法的應用；步驟B中只有記下兩條細繩的方向，才能確定兩個分力的方向，進一步才能根據平行四邊形定則求合力；步驟D中只有使結點到達同樣的位置O，才能表示兩種情況下力的作用效果相同．
（2）根據平行四邊形定則作出合力．
（3）用一個彈簧拉橡皮筋時的力為實際值，實際值一定是沿著橡皮筋方向的．

解答：解：（1）力的圖示法可以表示出力的大小、方向和作用點，因而要表示出分力，必須先測量出其大小和方向，故步驟B中還需要記下兩細繩的方向；
作好力的圖示后根據平行四邊形定則作出合理F′；
合力與分力是一種等效替代的關系，替代的前提是等效，實驗中合力與分力一定產生相同的形變效果，故步驟D中應使結點到達同樣的位置O；
（2）根據平行四邊形定則作出合力F′如圖所示：

（3）實驗中F′是由平行四邊形得出的，而F是通過實驗方法得出的，其方向一定與橡皮筋的方向相同，而由于實驗過程不可避免的存在誤差，因此理論值F′的方向與豎直方向總要有一定夾角，所以甲比較符合實驗事實．
故答案為：（1）兩細繩的方向；平行四邊形定則；拉到位置O，（2）如圖（3）甲．

點評：對于實驗問題一定要明確實驗原理，了解具體操作的含義，通過原理分析實驗中的方法及誤差分析．