Question

19．某同學做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細繩的結點，OB和OC為細繩．圖乙是在白紙上根據實驗結果畫出的圖．
（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）本實驗采用的科學方法是B．
A．理想實驗法       B．等效替代法
C．控制變量法       D．建立物理模型法
（3）實驗中可減小誤差的措施是CD
A．兩個分力F₁、F₂的大小要越大越好
B．兩個分力F₁、F₂間的夾角應越大越好
C．拉橡皮筋時，彈簧秤、橡皮筋、細繩應貼近木板且與木板平面平行
D．AO間距離要適當，將橡皮筋拉至結點O時，拉力要適當大些
（4）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；
D．按選好的標度，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，記下細繩的方向，按同一標度作出這個力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遺漏的內容分別是C中未記下兩條細繩的方向和E中未說明是否把橡皮條的結點拉到了位置O．

Answer 1

分析 （1）在實驗中F和F′分別由平行四邊形定則及實驗得出，明確理論值和實驗值的區別即可正確答題．
（2）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，因此采用“等效法”，注意該實驗方法的應用．
（3）實驗過程需要記錄拉力的大小與方向，需要記錄橡皮筋結點位置，據此分析答題；
（4）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，進一步才能根據平行四邊形定則求合力；步驟E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．

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）合力與分力是等效替代的關系，所以本實驗采用的等效替代法．
故選：B
（3）A、B、實驗要方便、準確，兩分力適當大點，讀數時相對誤差小，夾角不宜太大，也不宜太小，合力太小，讀數的相對誤差大，故A錯誤，B錯誤；
C、D、拉力應該平行與紙面，否則方向無法準確表示，合力適當大些同樣是為減小讀數的相對誤差，為了效果相同兩次都要將橡皮筋拉至結點O，故C正確，D正確；
（4）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，得出結果．所以，實驗時，除記錄彈簧秤的示數外，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．步驟C中未記下兩條細繩的方向；步驟E中未說明把橡皮條的結點拉到位置O．
故答案為：（1）F′；（2）B；（3）CD；
（4）①C，E；②C中未記下兩條細繩的方向；E中未說明是否把橡皮條的結點拉到了位置O．

點評 本實驗考查驗證平行四邊形定則的實驗，采用的是“等效替代”的方法，即一個合力與幾個分力共同作用的效果相同，可以互相替代，明確“理論值”和“實驗值”的區別．
本實驗關鍵理解實驗原理，根據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鍵．