Question

Ⅰ、在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，先用一个弹簧秤拉橡皮条的另一端到某-点并记下该点的位置；再将橡皮条的另一端系两根细绳，细绳的另一端都有绳套，用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉像皮条．
（1）某同学认为在此过程中必须注意以下几项：
A．两根细绳必须等长
B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D．在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等
E．在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置
其中正确的是

CE

．（填入相应的字母）
（2）在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．
①图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向是

F′

②本实验采用的科学方法是

B

A．理想实验法    B．等效替代法  C．控制变量法  D．建立物理模型法
Ⅱ、在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某同学采用如图甲所示的装置的实验方案，他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中应该采取的两项必要措施是：
a．

平衡摩擦力

；
b．

钩码的质量远小于小车的总质量

．
c．以下是实验过程中的一小步骤，正确的是

A

：
A．先通电源，再放纸带B．先放纸带，再通电源
d．如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T．距离如图乙．则打C点时小车的速度表达式为（用题中所给物理量表示）

△x2+△x3

2T

．

Answer 1

分析：I、（1）在本实验中为了减小实验误差，要求弹簧与木板平行，由于实验中不可避免的产生误差，因此两弹簧的弹力合力不可能和一个弹簧时弹力方向一致，明确实验原理即可正确解答本题；
（2）该实验中合力的理论值是通过平行四边形定则得出的，实际值是用一个弹簧秤拉橡皮筋时的拉力，其方向一定沿绳套方向；该实验采用的是“等效替代”法．
II、小车在水平方向上受绳的拉力和摩擦力，想用钩码的重力表示小车受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；实验要用勾码的重力代替小车所受到的合力，故需对小车受力分析后，结合受力情况，设法改进实验方法，找到使勾码重力等于拉力的方法；由于受到恒力作用，小车做匀加速直线运动，可以根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度的方法，求解打下C点时小车的速度．

解答：解：Ⅰ、（1）A、只要能记录两个力的方向即可，不需要两根细绳必须等长，故A错误；
B、实验时由于两个力的大小不一定相同，所以橡皮条不一定在两绳夹角的平分线在同一直线上，故B错误；
C、因为验证力的实验要求是比较精准的，操作过程中一但弹簧与木板摩擦，就产生了附加的力，一是不好分析了，二是计算不准确了，所以为保证实验的精确性，弹簧就不能与木板接触、摩擦，要求弹簧秤与木板平行，故C正确；
D、实验过程中，两个弹簧的示数不一定相等，故D错误；
E、该实验采用了“等效替换”法，要求用一个力拉和用两个力拉时的效果应相同，即必须将橡皮条拉至同一位置，故E正确．
故选CE．
（2）①该实验中合力的理论值是通过平行四边形定则得出的，实际值是用一个弹簧秤拉橡皮筋时的拉力，其方向一定沿绳套方向，故方向一定沿AO方向是F′．
故答案为：F′．
②根据实验原理可知，该实验中要求用一个力拉和用两个力拉时的效果应相同，因此该实验采用的是“等效替换”法，故ACD正确，B错误．
故选B．   
Ⅱ、a、实验要探究合力做的功和小车速度的变化关系，而本实验要用勾码的重力代替小车所受到的合力，对小车受力分析，受到重力，拉力，支持力和摩擦力；
要使拉力近似等于合力，可将长木板一段垫高，使重力的下滑分量恰好等于摩擦力，因为中间还有滑轮与轴之间的摩擦阻力，故拉力近似等于合力，因此需要进行平衡摩擦力的操作．
故答案为：平衡摩擦力．
b、设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：
F=Ma    ①
对砂桶和砂有：mg-F=ma   ②
F=

mgM

M+m

=

mg

1+ m M

，由此可知当M＞＞时，砂和砂桶的重力等于绳子的拉力．因此需要采取的两项措施是：a．平衡摩擦力，b．钩码的质量远小于小车的总质量．
故答案为：钩码的质量远小于小车的总质量．     
c、为了使打点稳定后再进行实验，同时为了提高纸带的利用率，充分利用纸带，实验中要求，先接通电源打点，然后释放小车，故A正确，B错误．
故选A．
d、根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，求解打下C点时小车的速度为：
v_C=

△x2+△x3

2T

，
故答案为：

△x2+△x3

2T

．

点评：无论什么类型的实验题目，只要明确了实验原理就找到了解决问题的突破口，因此明确实验目的、实验原理和实验步骤是对实验的基本要求，同学们要在实际实验操作去理解实验目的和实验步骤，这样才能对实验有深刻的理解，同时加强基本物理规律在实验中的应用．