Question

在驗證“互成角度的兩個力的合成”的實驗中，先將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上帶有繩套的兩根細繩．實驗時，需要兩次拉伸橡皮條，一次是通過兩細繩用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮條，另一次是用一個彈簧秤通過細繩拉橡皮條．
（1）實驗對兩次拉伸橡皮條的要求中，下列______是正確的（填字母代號）．
A．將橡皮條拉伸相同長度即可
B．將橡皮條沿相同方向拉到相同長度
C．將彈簧秤都拉伸到相同刻度
D．將橡皮條和繩的結點拉到相同位置
（2）同學們在操作過程中有如下議論，其中對減小實驗誤差有益的說法是______（填字母代號）．
A．兩細繩必須等長
B．彈簧秤、細繩、橡皮條都應與木板平行
C．用兩彈簧秤同時拉細繩時兩彈簧秤示數(shù)之差應盡可能大
D．拉橡皮條的細繩要長些，標記同一細繩方向的兩點要遠些
（3）某小組得出如圖所示的圖，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細繩套的結點．圖中______是F₁和F₂合成的理論值；______是F₁和F₂合成的實際值（填“F”或“F′”）．
（4）本實驗采用的科學方法是______
A．理想實驗法　　　　　　　　B．等效替代法
C．控制變量法　　　　　　　　D．建立物理模型法．

Answer 1

解：（1）A、B本實驗的目的是為了驗證力的平行四邊形定則，即研究合力與分力的關系．根據(jù)合力與分力是等效的，本實驗橡皮條兩次沿相同方向拉伸的長度要相同．故A錯誤，B正確．
C、D在白紙上標下第一次橡皮條和繩的結點的位置，第二次將橡皮條和繩的結點拉到相同位置，表明兩次效果相同，即兩個拉力和一個拉力等效，而彈簧稱不必拉到相同刻度．故C錯誤，D正確．
故選BD
（2）A、B本實驗是通過在白紙上作力的圖示來驗證平行四邊定則，為了減小實驗誤差，彈簧秤、細繩、橡皮條都應與木板平行，否則，作出的是拉力在紙面上的分力，誤差較大．兩細繩長度不需要相同．故A錯誤，B正確；
C、用兩彈簧秤同時拉細繩時彈簧讀數(shù)沒有要求，只要使得兩次橡皮條拉伸到一點就行，故C錯誤；
D、彈簧秤標記同一細繩方向的兩點要遠些，作圖時產生的角度誤差會減小，故D正確．
故選BD
（3）F₁、F₂合力的理論值是指通過平行四邊形定則求出的合力值，而其實驗值是指一個彈簧拉橡皮條時所測得的數(shù)值，一定沿AO方向，由此可知F是F₁、F₂合力的理論值，F(xiàn)′是合力的實際值；
故答案為：F′，F(xiàn)．
（4）該實驗采用的方法是，等效替代法，故ACD錯誤，B正確．
故選B．
分析：（1）根據(jù)合力與分力的關系是等效的，分析橡皮條兩次拉伸長度關系和橡皮條和繩的結點的位置關系；
（2）根據(jù)實驗操作過程是紙面上，力的圖示也畫在白紙上，分析對彈簧秤、細繩、橡皮條的要求，從數(shù)學、作圖等角度上考慮如何減小誤差；
（3）F₁與F₂合成的理論值是由平行四邊形定則作圖得到的，由于誤差可能不與OA共線；而F₁與F₂合成的實際值一定與OA共線（二力平衡），明確理論值和實際值的區(qū)別即可正確解答；
（4）該實驗采用的科學方法是等效替代法．
點評：在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，我們要知道分力和合力的效果是等同的，這要求同學們對于基礎知識要熟練掌握并能正確應用，理解“等效替換”的含義，加強對基礎實驗理解．