Question

19．“验证力的平行四边形定则”实验中，部分实验步骤如下，请完成有关内容：
A．将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端栓上两根细线
B．其中一根细线挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录：钩码个数（或细线拉力）、橡皮筋与细线结点的位置O、细线的方向；
C．将步骤B中的钩码取下，分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码，用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度，如图乙所示，小心调整B、C的位置，使橡皮筋与细线结点的位置与步骤B中结点位置重合，记录：钩码个数和对应的细线方向；
如图“力的平行四边形定则”得到验证，那么图乙中cosα：cosβ=3：4；
（3）用平木板、细绳套、橡皮筋、测力计等做“验证力的平行四边形定则”的实验，为了使实验能够顺利进行，且尽量减小误差，你认为下列说法或做法能够达到上述目的是AC．
A．用测力计拉细绳套时，拉力应沿弹簧的轴线，且与水平木板平行
B．两细绳套必须等长
C．同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置
D．用测力计拉两个细绳套时，两拉力夹角越大越好．

Answer 1

分析 “验证力的平行四边形定则”的实验原理是：记录两个分力以及合力的大小和方向后，选用相同的标度将这三个力画出来，画出来的合力是实际值，然后根据平行四边形画出合力的理论值，通过比较实际值和理论值的关系来进行验证，明确了实验原理即可知知道实验中需要记录的物理量和具体的操作．

解答 解：（1）B、根据实验原理可知，图甲中需要记录合力的大小和方向后，画出来的合力是实际值，该实验中根据钩码个数来表示拉力大小，因此需要记录的是：钩码个数（或细线拉力），橡皮筋与细线结点的位置O，细线的方向；
C、该实验采用“等效代替”法，因此在用两个绳套拉橡皮筋时，要将橡皮筋与细线结点拉到与步骤B中结点位置重合，同时记录钩码个数和对应的细线方向．
（2）根据O点处于平衡状态，正交分解有：
竖直方向：4mgsinα+3mgsinβ=5mg   ①
水平方向：4mgcosα=3mgcosβ    ②
联立①②解得：cosα：cosβ=3：4．
（3）A、用测力计拉细绳套时，拉力应沿弹簧的轴线，且与水平木板平行，故A正确；
B、为减小实验过程中的偶然误差，就要设法减小读数误差，两个分力的大小不一定要相等，绳子的长短对分力大小和方向亦无影响，故B错误；
C、在实验中必须确保橡皮筋拉到同一位置，即一力的作用效果与两个力作用效果相同，故C正确；
D、在实验中两个分力的夹角大小适当，在作图时有利于减小误差即可，并非越大越好，故D错误；
故选：AC．
故答案为：（1）钩码个数（或细线拉力），橡皮筋与细线结点的位置O，细线的方向；橡皮筋与细线结点的位置与步骤B中结点位置重合，钩码个数和对应的细线方向；
（2）3：4
（3）AC

点评 要围绕“验证力的平行四边形定则”的实验原理对实验步骤和实验中需要注意的问题进行理解，正确理解“等效代替”的含义．