Question

1．如圖所示，某實驗小組同學利用DIS實驗裝置研究支架上力的分解．A、B為兩個相同的雙向力傳感器，該型號傳感器在受到拉力時讀數為正，受到壓力時讀數為負．A連接質量不計的細繩，可沿固定的板做圓弧形移動．B固定不動，通過光滑鉸鏈連接長0.3m的桿．將細繩連接在桿右端O點構成支架．保持桿在水平方向，按如下步驟操作：
①測量繩子與水平桿的夾角∠AOB=θ
②對兩個傳感器進行調零
③用另一根繩在O點懸掛一個鉤碼，記錄兩個傳感器的讀數
④取下鉤碼，移動傳感器A改變θ角
重復上述實驗步驟，得到表格a
表格a

F1/N	1.001	0.580	…	1.002	…
F2/N	-0.868	-0.291	…	0.865	…
θ	30°	60°	…	150°	…

（1）根據表格數據，A傳感器對應的是表中力F₁（填“F₁”或“F₂”），鉤碼質量為0.05 kg．（保留一位有效數字）
（2）本實驗中多次對傳感器進行調零，對此操作說明正確的是C
A．因為事先忘記調零                   B．何時調零對實驗結果沒有影響
C．為了消除橫桿自身重力對結果的影響     D．可以完全消除實驗的誤差
（3）某次操作中，有同學使用相同器材實驗，但將傳感器調零后再接上支架，其后按①③④步驟重復實驗，得到圖示表格b，則表格空缺處數據應接近0.637．
表格b

F1	1.103		…
F2	…	…	…
θ	30°	60°	…

Answer 1

分析 （1）繩子只能提供拉力，即可知道A傳感器對應的是表中力F₁．可以對結點O進行受力分析，由豎直方向平衡條件解出m．
（2）本實驗中多次對傳感器進行調零，是為了消除橫桿自身重力對結果的影響；
（3）題應對支架受力分析，由豎直方向平衡條件解出F₁．

解答 解：（1）由表格數據可知，F₁都是正值，傳感器受到的都是拉力，因繩子只能提供拉力，故A傳感器對應的是表中力F₁．
對結點O受力分析有：F₁sin30°=mg，解得：m=0.05kg
（2）本實驗中多次對傳感器進行調零，為了消除橫桿自身重力對結果的影響；
故選：C．
（3）若將傳感器調零后再接上支架，則應考慮支架的質量，設為m₀，以B為轉軸，則應有：F₁sin30°•L=mgL+m₀g•$\frac{L}{2}$，
解得：F₁=0.637N；
故答案為：（1）F₁，0.05；（2）C；（3）0.637（0.630～0.645）．

點評 解題的關鍵是首先根據題意靈活選取研究對象，然后再進行受力分析，列出方程求解即可．