Question

4．在“驗證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上兩根細(xì)繩，細(xì)繩的另一端都有繩套（如圖甲所示）；圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗結(jié)果畫出的圖．
（1）實(shí)驗時，需要兩次拉伸橡皮條：一次是讓橡皮條在互成角度的兩個彈簧測力計的共同作用下拉長；另一次是讓橡皮條在一個彈簧測力計作用下拉長．對兩次拉長橡皮條的要求，
下列說法中正確的是AC
A．將橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置
B．兩彈簧測力計之間的夾角應(yīng)為 90°
C．彈簧測力計、細(xì)繩和橡皮條都應(yīng)與木板平行
D．用兩個彈簧測力計拉橡皮條時，兩個彈簧測力計的示數(shù)必須相同
（2）圖乙所畫的四個力中不是通過彈簧測力計直接測出的是F（選填F₁、F₂、F或 F′），本實(shí)驗所采用的科學(xué)方法是等效替代法．（選填“控制變量法”或“等效替代法”）
（3）若由于F₁的誤差使F₁與F₂的合力F方向略向左偏，但F大于等于F′，引起這一結(jié)果的原因可能是F₁的大小比真實(shí)值偏大，F(xiàn)₁的方向使它與F₂的夾角比真實(shí)值偏大．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗采用“等效法”，即要求兩次拉橡皮筋的效果相同，對于兩彈簧拉力大小以及夾角大小沒有具體要求，只要便于作圖以及減小誤差即可；因此在實(shí)驗中盡量減小力的測量及作圖中出現(xiàn)的誤差；
（2）通過平行四邊形定則得出的合力在平行四邊形的對角線上，由于誤差的存在，通過彈簧測力計得出的力與其有一定的夾角．
（3）以F₂和F′為平行四邊形的鄰邊和對角線，作平行四邊形，從而確定F₁大小和方向的誤差．

解答 解：（1）A、用兩個彈簧秤拉橡皮條，使橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到位置O；若只用一個彈簧秤拉，要產(chǎn)生相同的效果，必須是橡皮條形變量相同且形變的方向也相同，所以必須是：把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到位置O，故A正確．
B、本實(shí)驗只要使兩次效果相同就行，兩個彈簧稱拉力的方向和夾角沒有限制，故B錯誤；
C、彈簧測力計、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)貼近木板且與木板平行，故C正確；
D、兩彈簧測力計拉橡皮條時，兩彈簧測力計的示數(shù)不一定相同，故D錯誤；
故選：AC．
（2）該實(shí)驗中F是由平行四邊形法則得出的合力，而F′是通過實(shí)際實(shí)驗得出的，即用一個彈簧測力計測出的，而F在F₁、F₂組成的平行四邊形的對角線上，不是通過彈簧測力計直接測出的．本實(shí)驗所采用的科學(xué)方法是等效替代法．
（3）根據(jù)F₂和F′為平行四邊形的鄰邊和對角線，作平行四邊形，如圖所示，根據(jù)圖象知，F(xiàn)₁的大小比真實(shí)值偏大，F(xiàn)₁的方向使它與F₂的夾角比真實(shí)值偏大．
故答案為：（1）AC； （2）F，等效替代法；（3）大；大．

點(diǎn)評 本題是《驗證力的平行四邊形定則》實(shí)驗的基礎(chǔ)，等效替代的方法，相同的作用效果就是：橡皮條形變量相同且形變的方向也相同；注意通過平行四邊形得到的合力與實(shí)驗測得的之間存在誤差．