Question

（1）完善實(shí)驗(yàn)步驟．
某同學(xué)做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)，其中三個實(shí)驗(yàn)步驟分別是：
在桌面上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上；
①在水平放置的木板上墊一張白紙，把橡皮的一端固定在木板上，另一端拴兩根細(xì)線，通過細(xì)線同時用兩只彈簧測力計(jì)互成角度地拉橡皮條，使它與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)達(dá)到某一位置O，在白紙上記下

 

和

 

；
②只用一只彈簧測力計(jì)通過細(xì)繩套拉橡皮條，使

 

，記下細(xì)線的方向和彈簧測力計(jì)的示數(shù)F′．
③在紙上根據(jù)F₁、F₂的大小，用作圖法作出平行四邊形及對角線F及力F′；若

 

，則驗(yàn)證了力的平行四邊形定則．

（2）在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)使用了如圖1所示的裝置，打點(diǎn)計(jì)時器使用的交流電頻率為50Hz．
①該同學(xué)得到一條紙帶，在紙帶上取連續(xù)的六個點(diǎn)，如圖2所示，自A點(diǎn)起，相鄰兩點(diǎn)的距離分別為：10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm；則打E點(diǎn)時小車速度為

 

m/s，小車的加速度為

 

m/s²；（計(jì)算結(jié)果請保留兩位有效數(shù)字）
②該同學(xué)要探究小車的加速度a和質(zhì)量M、合外力F的關(guān)系，應(yīng)用了

 

法；若該同學(xué)要探究加速度a和拉力F關(guān)系，應(yīng)該保持

 

不變；
③該同學(xué)通過數(shù)據(jù)的處理作出了a-F圖象，如圖3所示，則圖中直線不過原點(diǎn)的原因可能是

 

．
④此圖線的末段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是：

 

A．小車與軌道之間存在摩擦         B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C．砂和砂桶的總質(zhì)量太大           D．所用小車的質(zhì)量太大．

Answer 1

分析：1、“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)原理是：記錄兩個分力以及合力的大小和方向后，選用相同的標(biāo)度將這三個力畫出來，畫出來的合力是實(shí)際值，然后根據(jù)平行四邊形畫出合力的理論值，通過比較實(shí)際值和理論值的關(guān)系來進(jìn)行驗(yàn)證，明確了實(shí)驗(yàn)原理即可知知道實(shí)驗(yàn)中需要記錄的物理量和具體的操作．
2、紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動的兩個推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時紙帶運(yùn)動的瞬時速度和加速度．
直線發(fā)生彎曲，由圖可以看出圖象的斜率逐漸減小，結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理分析原因．

解答：解：（1）①探究“互成角度的兩個力的合成”的實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是用力的圖示畫出兩個分力和實(shí)際的合力，然后用平行四邊形畫出合力的理論值，因此需要記錄兩個拉力的大小和方向，拉力的方向通過細(xì)線來確定．
②該實(shí)驗(yàn)采用“等效代替”法，因此在用兩個繩套拉橡皮筋時，要將橡皮筋與細(xì)線結(jié)點(diǎn)拉到與步驟（1）中結(jié)點(diǎn)O位置重合，同時記錄彈簧彈力的大小和方向．
③在紙上根據(jù)F₁、F₂的大小，用作圖法作出平行四邊形及對角線F及力F′，若在誤差允許的范圍內(nèi)重合，則驗(yàn)證了力的平行四邊形定則．
（2）①利用勻變速直線運(yùn)動的推論得出：
v_E=vE=

xDF

tDF

=

0.016+0.018

0.02×2

m/s=0.85m/s
小車的加速度為a=

△x

t2

=

0.012-0.01

0.022

m/s²=5m/s²
②本實(shí)驗(yàn)要探究小車的加速度a和質(zhì)量M、合外力F的關(guān)系，故采用控制變量法；若該同學(xué)要探究加速度a和拉力F的關(guān)系，應(yīng)該保持小車的質(zhì)量M不變．
③圖中當(dāng)F=0時，a≠0．也就是說當(dāng)繩子上沒有拉力時，小車的加速度不為0，說明小車的摩擦力小于重力的分力，所以原因是實(shí)驗(yàn)前木板右端墊得過高．
④直線發(fā)生彎曲的原因是 沒有滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶質(zhì)量的條件，ABD錯誤，C正確，故選：C．
故答案為：（1）①兩個拉力的大小，方向；②它的結(jié)點(diǎn)到達(dá)位置O點(diǎn)；③F和F′在誤差允許的范圍內(nèi)重合；
（2）①0.85，5；②控制變量，小車質(zhì)量M恒定；③平衡摩擦力過度；④C．

點(diǎn)評：要圍繞“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)原理對實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)中需要注意的問題進(jìn)行理解，正確理解“等效代替”的含義．