Question

在验证“互成角度的两个力的合成”的实验中，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳．实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条．
（1）实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列______是正确的（填字母代号）．
A．将橡皮条拉伸相同长度即可
B．将橡皮条沿相同方向拉到相同长度
C．将弹簧秤都拉伸到相同刻度
D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
（2）同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是______（填字母代号）．
A．两细绳必须等长
B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
（3）某小组得出如图所示的图，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳套的结点．图中______是F₁和F₂合成的理论值；______是F₁和F₂合成的实际值（填“F”或“F′”）．
（4）本实验采用的科学方法是______
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．

Answer 1

解：（1）A、B本实验的目的是为了验证力的平行四边形定则，即研究合力与分力的关系．根据合力与分力是等效的，本实验橡皮条两次沿相同方向拉伸的长度要相同．故A错误，B正确．
C、D在白纸上标下第一次橡皮条和绳的结点的位置，第二次将橡皮条和绳的结点拉到相同位置，表明两次效果相同，即两个拉力和一个拉力等效，而弹簧称不必拉到相同刻度．故C错误，D正确．
故选BD
（2）A、B本实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边定则，为了减小实验误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，否则，作出的是拉力在纸面上的分力，误差较大．两细绳长度不需要相同．故A错误，B正确；
C、用两弹簧秤同时拉细绳时弹簧读数没有要求，只要使得两次橡皮条拉伸到一点就行，故C错误；
D、弹簧秤标记同一细绳方向的两点要远些，作图时产生的角度误差会减小，故D正确．
故选BD
（3）F₁、F₂合力的理论值是指通过平行四边形定则求出的合力值，而其实验值是指一个弹簧拉橡皮条时所测得的数值，一定沿AO方向，由此可知F是F₁、F₂合力的理论值，F′是合力的实际值；
故答案为：F′，F．
（4）该实验采用的方法是，等效替代法，故ACD错误，B正确．
故选B．
分析：（1）根据合力与分力的关系是等效的，分析橡皮条两次拉伸长度关系和橡皮条和绳的结点的位置关系；
（2）根据实验操作过程是纸面上，力的图示也画在白纸上，分析对弹簧秤、细绳、橡皮条的要求，从数学、作图等角度上考虑如何减小误差；
（3）F₁与F₂合成的理论值是由平行四边形定则作图得到的，由于误差可能不与OA共线；而F₁与F₂合成的实际值一定与OA共线（二力平衡），明确理论值和实际值的区别即可正确解答；
（4）该实验采用的科学方法是等效替代法．
点评：在“验证力的平行四边形定则”实验中，我们要知道分力和合力的效果是等同的，这要求同学们对于基础知识要熟练掌握并能正确应用，理解“等效替换”的含义，加强对基础实验理解．