Question

10．某同學通過下述實驗驗證力的平行四邊形定則．
實驗步驟：
①將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上，使其軸線沿豎直方向．
②如圖1甲所示，將環形橡皮筋一端掛在彈簧秤的秤鉤上，另一端用圓珠筆尖豎直向下拉，直到彈簧秤示數為某一設定值時，將橡皮筋兩端的位置標記為O₁、O₂，記錄彈簧秤的示數F，測量并記錄O₁、O₂間的距離（即橡皮筋的長度l）．每次將彈簧秤示數改變0.50N，測出所對應的l，部分數據如表所示：

F/N	0	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50
l/cm	l0	10.97	12.02	13.00	13.98	15.05

③找出②中F=2.50N時橡皮筋兩端的位置，重新標記為O、O'，橡皮筋的拉力記為F_OO′．
④在秤鉤上涂抹少許潤滑油，將橡皮筋搭在秤鉤上，如圖1乙所示．用兩圓珠筆尖成適當角度同時拉橡皮筋的兩端，使秤鉤的下端達到O點，將兩筆尖的位置標記為A、B，橡皮筋OA段的拉力記為F_OA，OB段的拉力記為F_OB．

完成下列作圖和填空：
（1）利用表中數據在圖2的坐標紙上畫出F-l圖線．
（2）測得OA=6.00cm，OB=7.60cm，則F_OA的大小為1.80N．
（3）根據給出的標度，在圖3中作出F_OA和F_OB的合力F'的圖示．
（4）通過比較F'與F₀₀'的大小和方向，即可得出實驗結論．

Answer 1

分析 （1）根據表中數據利用描點法得出對應的數據，圖象與橫坐標的交點即為l₀；
（2）橡皮筋兩端拉力相等，根據題意求得總長度即可求得皮筋上的拉力；
（3）通過給出的標度確定力的長度，根據平行四邊形得出圖象如圖所示；
（4）根據實驗原理可明確應比較實驗得出的拉力與通過平行四邊形定則得出的合力．

解答 解：（1）根據表格中數據利用描點法作出圖象如圖所示；
由圖可知，圖象與橫坐標的交點即為l₀，由圖可知l₀=10.0cm；
（2）AB的總長度為6.00+7.60cm=13.60cm；由圖可知，此時兩端拉力F=1.80N；
（3）根據給出的標度，作出合力如圖所示；
（4）只要作出的合力與實驗得出的合力F₀₀'大小和方向在誤差允許的范圍內相等，即可說明平行四邊形定則成立；
故答案為：（1）如圖所示；10.0；（2）1.80N；（3）如圖所示；（4）F₀₀'

點評 本題考查驗證平行四邊形定則的實驗，要注意通過認真分析題意掌握實驗原理，注意本題中橡皮筋掛在鉤上時，兩端的拉力大小相等；根據總長度即可求得拉力大小．