Question

(9分)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，將細繩連接在桿的右端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：

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

⑴根據表格數據，A傳感器對應的是表中力   (選填“F₁”或“F₂”)，砝碼質量為   kg(保留一位有效數字)；
⑵本實驗中多次測量對傳感器進行調零，對此操作說明正確的是   。
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

Answer 1

⑴F₁，0.05；⑵C

解析試題分析：⑴繩只能施加拉力，桿既可以施加拉力，也可以施加壓力，對照表格中數據可知，F₁只有正值，而F₂既有正值，又有負值，所以A傳感器對應的是表中力F₁，又因為桿通過光滑鉸鏈與傳感器B相連，因此，桿上的彈力方向一定沿著桿，對結點O根據平衡條件有：F₁sinθ＝mg，將表格中數據代入，解得：m＝0.05kg；
⑵實驗步驟中明確提及對兩個傳感器進行調零，且實驗中多次測量對傳感器進行調零，故選項A錯誤；在每次測量過程中不能進行調零操作，而應在實驗之前調零，故選項B錯誤；本實驗中存在著繩子與水平桿的夾角的測量，讀數時存在著偶然誤差，傳感器的靈敏度等致使本實驗中存在著系統誤差，且實驗中誤差是不可避免的，故選項D錯誤；選項C說法正確。
考點：本題以利用DIS實驗裝置研究支架上力的分解的探究性實驗為背景，考查了繩、桿模型的施力特征和共點力平衡條件的應用、實驗誤差分析等問題，屬于中檔題。