Question

8．小明通過實驗驗證力的平行四邊形定則．
（1）實驗記錄紙如圖1所示，O點為橡皮筋被拉伸后伸長到的位置，兩彈簧測力計共同作用時，拉力F₁和F₂的方向分別過P₁和P₂點；一個彈簧測力計拉橡皮筋時，拉力F₃的方向過P₃點．三個力的大小分別為：F₁=3.30N、F₂=3.85N和F₃=4.25N．請根據圖中給出的標度作圖求出F₁和F₂的合力．

（2）仔細分析實驗，小明懷疑實驗中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發生了變化，影響實驗結果．他用彈簧測力計先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長度，發現讀數不相同，于是進一步探究了拉伸過程對橡皮筋彈性的影響．
實驗裝置如圖2所示，將一張白紙固定在豎直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O點，下端N掛一重物．用與白紙平行的水平力緩慢地移動N，在白紙上記錄下N的軌跡．重復上述過程，再次記錄下N的軌跡．
兩次實驗記錄的軌跡如3圖所示．過O點作一條直線與軌跡交于a、b兩點，則實驗中橡皮筋分別被拉伸到a和b時所受拉力F_a、F_b的大小關系為F_a=F_b ．
（3）根據（2）中的實驗，可以得出的實驗結果有哪些？BD（填寫選項前的字母）
A．橡皮筋的長度與受到的拉力成正比
B．兩次受到的拉力相同時，橡皮筋第2次的長度較長
C．兩次被拉伸到相同長度時，橡皮筋第2次受到的拉力較大
D．兩次受到的拉力相同時，拉力越大，橡皮筋兩次的長度之差越大
（4）根據小明的上述實驗探究，請對驗證力的平行四邊形定則實驗提出兩點注意事項．

Answer 1

分析 根據平行四邊形定則先作出F₂與F₁的合力，根據圖中給出的標度求出合力．
根據平衡條件進行分析求解，根據圖丙中的實驗分析結果結合實驗數據進行求解．
根據圖（丙）中的實驗分析結果結合實驗數據進行求解．

解答 解：（1）根據平行四邊形定則求F₂與F₁的合力，作圖如下，

F₁和F₂的合力F=4.70N．
（2）過O點作一條直線與軌跡交于a、b兩點，實驗中橡皮筋分別被拉伸到a和b時所受拉力F_a、F_b的方向相同，
由于緩慢地移動N，根據平衡條件得F_a、F_b的大小關系為F_a=F_b．
（3）A、兩次受到的拉力相同時，橡皮筋第2次的長度較長，不成正比；故A錯誤，B正確；
C、兩次被拉伸到相同長度時，橡皮筋第2次受到的拉力較小，故C錯誤；
D、從開始緩慢地移動N，橡皮筋受到的拉力增大，從圖3中發現兩次實驗記錄的軌跡間距在增大，所以兩次受到的拉力相同時，拉力越大，橡皮筋兩次的長度之差越大，故D正確；
故選：BD．
（4）根據小明的上述實驗探究，對驗證力的平行四邊形定則實驗注意事項有橡皮筋拉伸不宜過長；選用新橡皮筋，
故答案為：（1）如圖；4.70N；
（2）F_a=F_b ；
（3）BD；
（4）橡皮筋拉伸不宜過長；選用新橡皮條．

點評 解決本題的關鍵知道合力與分力遵循平行四邊形定則，知道緩慢地移動可以看成物體處于平衡狀態，掌握平衡條件的應用．對于中學中的實驗，學生盡量要到實驗室進行實際操作，只有這樣才能體會具體操作細節的意義，解答實驗問題時才能更加有把握．