Question

18．某同學(xué)利用如圖所示的裝置探究力的平行四邊形定則：豎直放置鋪有白紙的木板上固定有兩個輕質(zhì)小滑輪，細(xì)線AB和OC連接于O點，細(xì)線AB繞過兩滑輪，D、E是細(xì)線與滑輪的兩個接觸點．在細(xì)線末端A、B、C三處分別掛有不同數(shù)量的相同鉤碼，設(shè)所掛鉤碼數(shù)分別用N_l、N₂、N₃表示．掛上適當(dāng)數(shù)量的鉤碼，當(dāng)系統(tǒng)平衡時進(jìn)行相關(guān)記錄．改變所掛鉤碼的數(shù)量，重復(fù)進(jìn)行多次實驗．

（1）下列能滿足系統(tǒng)平衡的N_l、N₂、N₃的取值可能為AC
A．N₁=N₂=3，N₃=4
B．N₁=N₂=3，N₃=6
C．N₁=N₂=N₃=3
D．N₁=3，N₂=4，N₃=8
（2）下列關(guān)于本實驗操作的描述，正確的有BC
A．需要利用天平測出鉤碼的質(zhì)量
B．∠EOD不宜過大
C．兩滑輪的軸心不必處于同一條水平線上
D．每次實驗都應(yīng)使細(xì)線的結(jié)點O處于同一位置
（3）每次實驗結(jié)束后，需要記錄的項目有N_l、N₂、N₃的數(shù)值和OC、OD和OE三段細(xì)線的方向；
（4）該同學(xué)利用某次實驗結(jié)果在白紙上繪制了如圖所示的實驗結(jié)果處理圖，則根據(jù)你對本實驗的理解，拉力F_OD和F_OE的合力的測量值應(yīng)是圖中的F′（選填“F”或“F′”）．

Answer 1

分析 （1）兩頭掛有鉤碼的細(xì)繩跨過兩光滑的固定滑輪，另掛有鉤碼的細(xì)繩系于O點，由于鉤碼均相同，則鉤碼個數(shù)就代表力的大小．所以O(shè)點受三個力處于平衡狀態(tài)，由平行四邊形定則可正確求解；
（2）明確實驗原理，所采取的實驗方法和措施為了減小實驗誤差和便于操作；
（3）探究力的平行四邊形定則實驗時，必須作圖，所以要強(qiáng)調(diào)三力平衡的交點、力的大小（鉤碼的個數(shù)）與力的方向．
（4）理解通過力的平行四邊形定則得出的理論值與實驗的實際值是存在差距的．

解答 解：（1）如圖所示：

對O點受力分析，OA、OB、OC分別表示三個力的大小，
由于三共點力處于平衡狀態(tài)，由平衡條件可知：OC=OH．因此三個力的大小構(gòu)成一個三角形．
A、以鉤碼的個數(shù)表示力的大小，則可以構(gòu)成三角形，故A正確；
B、以鉤碼的個數(shù)表示力的大小，則三力不能構(gòu)成等腰三角形，故B錯誤；
C、以鉤碼的個數(shù)表示力的大小，則三力為邊構(gòu)成等邊三角形，故C正確；
D、以鉤碼的個數(shù)表示力的大小，則三力不能構(gòu)成三角形，故D錯誤．故選：AC．
（2）A、用砝碼的個數(shù)可以代表拉力的大小，因此不需要測量砝碼的質(zhì)量，故A錯誤；
B、∠EOD若太大，導(dǎo)致其合力較小，增大了誤差，故∠EOD不宜過大，故B正確；
C、只要便于記錄通過滑輪的力的方向即可，兩滑輪的軸心不必處于同一條水平線上，故C正確；
D、該題應(yīng)用了物體的平衡來探究力的平行四邊形定則，不需要每次實驗都使線的結(jié)點O處于同一位置，故D錯誤．
故選：BC．
（3）為驗證平行四邊形定則，必須作受力圖，所以先明確受力點，即標(biāo)記結(jié)點O的位置，其次要作出力的方向并讀出力的大小，最后作出力的圖示，因此要做好記錄，是從力的三要素角度出發(fā)，要記錄砝碼的個數(shù)和記錄OC、OD和OE三段細(xì)線的方向．
（4））本實驗是要驗證力的平行四邊形定則，故應(yīng)將由平行四邊形定則得出的合力，與真實的合力進(jìn)行比較而去判斷平行四邊形定則得出的結(jié)果是否正確，在實驗中，實際合力一定與OC在同一直線上，由于誤差的存在，根據(jù)平行四邊形定則得出合力值（ 在平行四邊形的對角線上）與實驗值不會完全重合的，拉力F_OD和F_OE的合力的測量值應(yīng)是圖中的F′．
故答案為：（1）AC；（2）BC；（3）OC、OD和OE三段細(xì)線的方向；（4）F′．

點評 掌握三力平衡的條件，理解平行四邊形定則，同時驗證平行四邊形定則是從力的圖示角度去作圖分析，同時理解理論值和實際值的區(qū)別．