Question

12．在“探究求合力的方法”的實驗中
（1）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
（2）為了減小實驗誤差，實驗時應AB
A．拉橡皮條的繩細一些且長一些，實驗效果較好
B．拉橡皮條時，彈簧秤、橡皮條、細繩應貼近木板且與木板平面平行
C．實驗中，先將其中一個彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需調節另一個彈簧秤拉力的大小和方向，把橡皮條另一端拉到O點
D．拉力F₁和F₂的夾角越大越好
（3）下面是該實驗中的兩個實驗步驟：
A．在水平放置的方木板上固定一張白紙，用圖釘把橡皮條的一端固定在方木板上，另一端拴上兩個繩套，通過細繩同時用兩個彈簧測力計（彈簧測力計與方木板平面平行）互成角度地拉橡皮條，使它與細繩的結點到達某一位置O點，在白紙上用鉛筆記下O點的位置和讀出兩個彈簧測力計的示數F₁和F₂．
B．只用一只彈簧測力計，通過細繩拉橡皮條，使它的伸長量與兩個彈簧測力計拉時相同，讀出此時彈簧測力計的示數F′和記下細繩的方向．
請指出以上步驟中的錯誤或疏漏：
A中是沒有記錄兩拉力的方向．B中是沒有說明把結點拉到O點．
（4）如圖甲是某同學在白紙上根據實驗結果作出的力的示意圖，F 和F′中F是F₁和F₂合力的實際測量值．
（5）某同學在坐標紙上畫出了如圖乙所示的兩個已知力F₁和F₂，圖中小正方形的邊長表示2N，兩力的合力用F表示，F₁、F₂與F的夾角分別為θ₁和θ₂的關系正確的有BC
A．F₁=4N     B．F=12N      C．θ₁=45°    D．θ₁＜θ₂．

Answer 1

分析 （1）該實驗的原理是用一個彈簧秤拉力和兩個彈簧秤拉力產生相同的形變效果等效來驗證力的平行四邊形定則的．
（2）根據實驗中的注意事項進行分析即可；
（3）本實驗是要驗證平行四邊形定則，注意在理解實驗的原理基礎上，掌握實驗的方法和數據的處理方法以及需要注意的事項，尤其是理解本實驗的“等效”思想．（4）明確“實驗值”和“實際值”的區別；
（5）根據平行四邊形定則作出合力，從而確定合力的大小和分力與合力的夾角．

解答 解：（1）F₁與F₂合力的實驗值是指通過實驗得到值，即用一個彈簧拉繩套時測得的力的大小和方向，而理論值（實際值）是指通過平行四邊形得出的值，故F′是力F₁與F₂合力的實驗值，其方向一定沿AO方向．
實驗中兩次要求效果相同，故實驗采用了等效替代的方法，故ACD錯誤，B正確．
故選：B
（2）A、本實驗中我們只需使兩個力的效果與一個力的效果相同即可，拉橡皮條的繩細一些且長一些，實驗效果較好，有利于記錄繩子的方向．故A正確；
B、為保證拉力的方向為在紙面上畫出的方向，彈簧秤一定要與木板平行；故B正確；
C、實驗中，不需要將其中一個彈簧秤沿某一方向拉到最大量程．故C錯誤；
D、F₁、F₂方向間夾角大并不能減小誤差，實驗不需要F₁、F₂方向間的夾角非常大，故D錯誤．
故選：AB
（3）A．用兩根彈簧秤互成角度沿細線的方向同時拉細繩套，記錄此時兩彈簧秤的示數F₁、F₂和結點O的位置．還需要記下兩彈簧秤拉力方向；
B、只用一個測力計，通過細繩把橡皮筋拉至O位置，而不是使橡皮筋伸長相同的長度，再記錄此時彈簧秤拉力F′的大小和方向．
（4）F₁與F₂合力的實驗值是指通過實驗得到值，即用一個彈簧拉繩套時測得的力的大小和方向，而理論值（實際值）是指通過平行四邊形得出的值，故F′是力F₁與F₂合力的實驗值，其方向一定沿AO方向．
（5）根據平行四邊形定則，作出兩個力的合力，如圖．從圖上可知，F₁=$4\sqrt{2}$N，合力F=12N．根據幾何關系知F₁與F的夾角分別為θ₁=45°．從圖上可知，θ₁＞θ₂．故B、C正確，A、D錯誤．
故選：BC．
故答案為：（1）B；    （2）AB； （3）沒有記錄兩拉力的方向；沒有說明把結點拉到O點； （4）F；   （5）BC

點評 驗證力的平行四邊形定則是力學中的重點實驗，應明確實驗的原理、數據處理方法及本實驗采用的物理方法．