Question

【题目】某同学利用下列器材,设计实验来验证力的平行四边形定则.器材:三根完全相同的轻质弹簧(每根弹簧两端均接有适当长度的细绳套),几个小重物,一把刻度尺,一块三角板,一支铅笔,一张白纸,几枚钉子.实验步骤:

①用两枚钉子将白纸(白纸的上边沿被折叠几次)钉在竖直墙壁上,将两根弹簧一端的细绳套分别挂在两枚钉子上,另一端的细绳套与第三根弹簧一端的细绳套连接.待装置静止后,用刻度尺测出第三根弹簧两端之间的长度,记为L0;

②在第三根弹簧的另一个细绳套下面挂一重物,待装置静止后,用铅笔在白纸上记下结点的位置O和三根弹簧的方向,用刻度尺测出第一、二、三根弹簧的长度L1、L2、L3;

③取下器材,将白纸平放在桌面上.用铅笔和刻度尺从O点沿着三根弹簧的方向画直线,按照一定的标度做出三根弹簧对结点O的拉力F1、F2、F3的图示.用平行四边形定则求出F1、F2的合力F;

④测量发现F与F3在同一条直线上,大小接近相等,则验证了平行四边形定则,结论成立.

(1).三根弹簧对结点O的拉力之比F1 :F2 :F3 =__________.

(2).若钉子位置固定,利用上述器材,改变条件再次验证,可采用的方法是__________.

(3).分析本实验的误差来源可能是__________.(写出其中一点即可)

Answer 1

【答案】 可换不同重量的小物体进行再实验 ①弹簧自身重量对实验影响较大;②记录 O、L0、 L1、L2、L3 及弹簧方向时差生误差(或白纸未被完全固定等)

【解析】(1)根据胡克定律得，第一、二、三根弹簧的拉力分别为F1=k（L1-L0）、F2=k（L2-L0）、F3=k（L3-L0），k为弹簧的劲度系数，则三根弹簧对结点O的拉力之比为（L1-L0）：（L2-L0）：（L3-L0）．

(2)可以采用的办法是换不同重量的小重物，重复进行实验．

(3)本实验在竖直平面进行，实验的误差来源可能有：未考虑弹簧自身的重量、记录O、L0、L1、L2、L3及弹簧的方向时产生误差（或白纸未被完全固定等）．