Question

5．在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，橡皮條的另一端系兩根細繩，細繩端帶有繩套，先用兩個彈簧秤分別勾住繩套并互成角度地拉橡皮條，把橡皮條的結點拉到某一位置O并記下該點的位置；再用一個彈簧秤將橡皮條的結點拉到同一位置O點．
（1）在此過程中必須滿足的是C．
A、兩根細繩必須等長
B、橡皮條應與兩繩夾角的角平分線在同一直線上
C、在使用彈簧秤時要使彈簧秤與木板平面平行
D、用兩個彈簧秤同時拉細繩時要使兩個彈簧秤的示數相等
（2）三位同學選用不同橡皮條進行實驗，所用彈簧測力計的量程均為0～5N，如圖所示，他們都把橡皮條的一端固定在木板上的A點，用F₁和F₂表示拉力的方向和大小．
甲同學：F₁和F₂的方向互相垂直，F₁=3.0N、F₂=3.5N；乙同學：F₁和F₂方向間的夾角約為60°，F₁=F₂=4.0N；丙同學：F₁與F₂的方向間的夾角約為120°，F₁=F₂=4.0N．這三位同學中操作不合適的是乙同學，理由是合力超過了彈簧測力計的量程．

Answer 1

分析 （1）在實驗中使用一根彈簧秤拉細線與兩根彈簧秤拉細線的作用效果要相同（即橡皮條拉到同一位置），而細線的作用是畫出力的方向，彈簧秤能測出力的大小．因此細線的長度沒有限制，彈簧秤的示數也沒有要求，兩細線的夾角不要太小也不要太大，但拉彈簧秤時必須保證與木板平面平行；
（2）抓住彈簧測力計的量程，通過平行四邊形定則求出合力的大小，從而判斷彈簧測力計能否測量合力的大小．

解答 解：A、細線的作用是能顯示出力的方向，所以不必須等長，故A錯誤；
B、兩細線拉橡皮條時，只要確保拉到同一點即可，不一定橡皮條要在兩細線的夾角平分線上，故B錯誤；
C、在拉彈簧秤時必須要求彈簧秤與木板平面平行，否則會影響力的大小，故C正確；
D、在不超過彈簧秤量程的前提下，各力的取值應該適當大些，誤差小點，但不需要相等，故D錯誤．
故選：C
（2）對于甲同學，合力$\sqrt{{3}^{2}+3．{5}^{2}}$≈4.7N．對于乙同學F_乙=2×4cos30°＞5N，對于丙同學，F_丙=4N．可見操作不合適的是乙同學，因為他的兩個力的合力超過了彈簧測力計的量程．
故答案為：（1）C；（2）乙，合力超過了彈簧測力計的量程

點評 解決本題的關鍵知道“互成角度的兩個力的合成”實驗的原理，知道用兩根彈簧秤拉和用一根彈簧秤拉，都必須將繩子的結點拉到同一點，保證產生相同的作用效果．