Question

【题目】小明通过实验验证力的平行四边形定则。

（1）实验记录纸如图1所示，O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F3的方向过P3点。三个力的大小分别为：F1=3.30 N、F2=3.85 N和F3=4.25 N。请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力。

（2）仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果。他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响。实验装置如图2所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O点，下端N挂一重物。用与白纸平行的水平力缓慢地移动N，在白纸上记录下N的轨迹。重复上述过程，再次记录下N的轨迹。两次实验记录的轨迹如图3所示，过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点，则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的大小关系为__________。

（3）根据（2）中的实验，可以得出的实验结果有哪些? ________（填写选项前的字母）

A．橡皮筋的长度与受到的拉力成正比

B．两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2次的长度较长

C．两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较大

D．两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大

（4）根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项。

Answer 1

【答案】（1）如图所示 4.7 N（4.6~4.9 N均可） （2）Fa=Fb （3）BD （4）选用新橡皮筋；橡皮筋拉伸不宜过长。

【解析】（1）根据力的图示法作出力F1和F2的图示，如图所示，并根据力的平行四边形定则作出两者的合力，用刻度尺量得其长度约为单位长度的4.7倍，即合力大小为4.7 N（4.6~4.9 N均可）。

（2）设Oab与竖直方向的夹角为θ，根据共点力平衡条件有F=mgtan θ，因此Fa=Fb。

（3）橡皮筋上的拉力大小为T=，因此有Ta=Tb，显然Ob>Oa，故A错误，B正确；橡皮筋因老化，每次被拉后，形变已经不能完全恢复，因此两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较小，C错误；两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大，D正确。

（4）由上述分析可知，要确保橡皮筋发生弹性形变，因此应注意选用新的弹性较好的橡皮筋，每次橡皮筋的形变要在弹性限度内，即拉伸不宜过长。