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8.(1)甲、乙和丙三位同學做“互成角度的兩個力的合成”的實驗,所用彈簧測力計的量程為0~5N,他們都把橡皮條的一端固定在木板上的A點,橡皮條的另一端通過細繩連接彈簧測力計,用兩個彈簧測力計把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點,如圖1所示,此時細繩都與平板平行,用F1和F2表示拉力的方向和大小.

甲同學實驗中的F1和F2的方向互相垂直,F1=2.8N、F2=3.5N;
乙同學實驗中的F1和F2方向間的夾角約為30°,F1=F2=4.0N;
丙同學實驗中的F1和F2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哪一位?并說明原因.乙,F1、F2的合力已超出彈簧測力計的量程.
(2)若丁同學對本實驗進行改進,設置如圖2所示的實驗裝置,彈簧測力計A掛于固定點P,下端用細線掛一重物M.彈簧測力計B的一端用細線系于O點,手持另一端向左拉,使結點O靜止在某位置.分別讀出彈簧測力計A和B的示數,并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向.在實驗操作過程中,改變拉力,重復多次實驗時,要求O點不一定(“一定”或“不一定”)靜止在同一位置.在某次實驗中,若該同學發現彈簧測力計A的指針稍稍超出量程,請你提出兩條解決辦法:
①減小合力的大小,即減小M的質量,②減小OA與豎直線之間的夾角,使彈簧測力計A處于量程以內.

分析 (1)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.
(2)明確實驗原理圖,彈簧測力計A掛于固定點,下端用細線掛一重物.當彈簧測力計B一端用細線系于O點,當向左拉使結點靜止于某位置.彈簧測力計A和B的示數分別為兩細線的力的大小,同時畫出細線的方向即為力的方向.雖懸掛重物的細線方向確定,但大小卻不知,所以要測重物重力.當結點靜止于某位置時,彈簧測力計B的大小與方向就已確定了.原因是掛重物的細線大小與方向一定,而彈簧測力計A大小與方向也一定,所以兩力的合力必一定.當出現超出彈簧測力計A的量程時,通過改變其中一個力大小或另一個力方向來達到此目的.

解答 解:
(1)由兩分力的大小及對應的角度可得其合力的大小,故可知乙同學實驗中F1、F2的合力已超出彈簧測力計的量程,所以操作不正確的是乙同學.
(2)在實驗操作過程中,改變拉力,重復多次實驗時,A的拉力變化,重物的重力已確定,則B的示數會變化,但B的方向不變,所以O點位置也會變化,不一定靜止在同一位置,
當彈簧測力計A超出其量程,則說明彈簧測力計B與重物這兩根細線的力的合力已偏大.又由于掛重物的細線力的方向已確定,所以要么減小重物的重量,要么改變測力計A拉細線的方向,或改變彈簧測力計B拉力的大小,從而使測力計A不超出量程.
故答案為:(1)乙;F1、F2的合力已超出彈簧測力計的量程;(2)不一定; 減小合力的大小,即減小M的質量; 減小OA與豎直線之間的夾角,使彈簧測力計A處于量程以內

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.通過作出力的圖示來驗證“力的平行四邊形定則”,重點是如何準確作出力的圖示.同時值得注意其中有一力大小與方向均已一定,從而減少實驗的操作步驟

練習冊系列答案
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