Question

4．“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)可以用橡皮條、彈簧秤、細(xì)繩套等器材完成，回答下面的問題：

（1）實(shí)驗(yàn)中，需要兩次拉伸橡皮條：第一次是通過細(xì)繩用兩個(gè)彈簧秤互成角度地拉橡皮條，第二次是用一個(gè)彈簧秤通過細(xì)繩拉橡皮條．關(guān)于這兩次拉伸，下列說法中正確的是BC；
A．兩次拉伸只要求將橡皮條拉到相同的長(zhǎng)度即可
B．兩次必須將橡皮條和細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置
C．兩次拉伸時(shí)都應(yīng)同時(shí)記下彈簧秤的讀數(shù)和細(xì)繩伸長(zhǎng)的方向
D．為減小實(shí)驗(yàn)誤差，用一個(gè)彈簧秤拉時(shí)應(yīng)盡量把橡皮條往之前兩彈簧秤拉力的對(duì)角線方向拉
（2）某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖（a）所示，圖中F′是力F₁與F₂合力的實(shí)驗(yàn)值，通過比較F和F′來(lái)驗(yàn)證平行四邊形定則；
（3）實(shí)驗(yàn)中，橡皮條的一端固定，另一端被A、B兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉伸至O點(diǎn)，F(xiàn)₁、F₂分別表示A、B兩只彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，如圖（b）所示．使彈簧測(cè)力計(jì)B從圖示位置開始順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)至和A成90°角，在這一過程中保持O點(diǎn)和彈簧測(cè)力計(jì)A的拉伸方向不變，則在整個(gè)過程中兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F₁、F₂的變化是A
A．F₁減小，F(xiàn)₂減小                 B．F₁減小，F(xiàn)₂增大
C．F₁減小，F(xiàn)₂先增大后減小         D．F₁減小，F(xiàn)₂先減小后增大．

Answer 1

分析 1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作過程是紙面上，力的圖示也畫在白紙上，分析對(duì)彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條的要求，從數(shù)學(xué)、作圖等角度上考慮如何減小誤差；
2、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(shí)際值一定與OA共線（二力平衡），明確理論值和實(shí)際值的區(qū)別即可正確解答；
3、點(diǎn)0受到三個(gè)拉力，處于平衡狀態(tài)，所以兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)O點(diǎn)拉力的合力一定PO方向，根據(jù)三角形幾何關(guān)系可以判斷合力與F₁的關(guān)系，
其中橡皮條長(zhǎng)度不變，其拉力大小不變，OA彈簧拉力方向不變，OB彈簧拉力方向和大小都改變，根據(jù)平行四邊形定則作圖分析即可．．

解答 解：（1）A．在該實(shí)驗(yàn)中要求每次拉橡皮筋的時(shí)要使橡皮筋形變的長(zhǎng)度和方向都相同，即要到同一位置，這樣兩次的效果帶等效，故A錯(cuò)誤，B正確；
C．兩次拉伸時(shí)都應(yīng)同時(shí)記下彈簧秤的讀數(shù)和細(xì)繩伸長(zhǎng)的方向，便于作出平行四邊形，故C正確；
D．用一個(gè)彈簧秤拉時(shí)應(yīng)與AO方向一致，不沿對(duì)角線方向，故D錯(cuò)誤；
故選：BC．
（2）圖a中的F是力F₁和F₂的合力的理論值；F′是力F₁和F₂的合力的實(shí)際測(cè)量值．
（3）點(diǎn)0受到三個(gè)拉力，處于平衡狀態(tài)，所以兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)O點(diǎn)拉力的合力一定PO方向，根據(jù)三角形幾何關(guān)系可知，合力作為直角三角形的直角邊，而
F₁作為斜邊，所以合力一定小于F₁；
對(duì)點(diǎn)0受力分析，受到兩個(gè)彈簧的拉力和橡皮條的拉力，如圖，其中橡皮條長(zhǎng)度不變，其拉力大小不變，OA彈簧拉力方向不變，OB彈簧拉力方向和大小都改變

使彈簧測(cè)力計(jì)B從圖示位置開始順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)至和A成90°角的過程中，根據(jù)平行四邊形定則可以看出的F₂變小，F(xiàn)₁的讀數(shù)不斷變�。�
故選：A．
故答案為：（1）BC
（2）F′
（3）A

點(diǎn)評(píng) 本實(shí)驗(yàn)采用是等效替代的思維方法．實(shí)驗(yàn)中要保證一個(gè)合力與兩個(gè)分力效果相同，結(jié)點(diǎn)O的位置必須相同．關(guān)于三力平衡問題中的動(dòng)態(tài)分析問題，關(guān)鍵受力分析后，作出示意圖，然后運(yùn)用力的平行四邊形定則進(jìn)行分析討論．