Question

5．某同學(xué)在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，先探究了彈簧彈力大小與長(zhǎng)度關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖a所示．彈簧處于豎直方向．他通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到如圖（b）所示的彈力大小F與彈簧長(zhǎng)度x的關(guān)系圖線．
（1）由此圖線可得該彈簧的原長(zhǎng)x₀=4cm，勁度系數(shù)k=50N/m．
（2）他又利用本實(shí)驗(yàn)原理把該彈簧做成一只彈簧秤，當(dāng)彈簧秤上的示數(shù)如圖（c）所示時(shí)，該彈簧的長(zhǎng)度x=10cm．
“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)的步驟是：①將橡皮筋的一端固定在木板上的A點(diǎn)，另一端拴上兩根繩套，每根繩套分別連著一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)．②沿著兩個(gè)方向拉彈簧測(cè)力計(jì)，將橡皮筋的活動(dòng)端拉到某一位置，將該位置標(biāo)記為O點(diǎn)，讀取此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，分別記錄為F₁、F₂，并用筆在兩繩的拉力方向上分別標(biāo)記a、b兩點(diǎn)，分別將其與O點(diǎn)連接，表示兩力的方向．③再用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)將橡皮筋的活動(dòng)端仍然拉至O點(diǎn)，記錄其拉力F的大小并用上述方法記錄其方向．

（3）在③中，用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)將橡皮筋的活動(dòng)端仍然拉至O點(diǎn)，這樣做的目的是：保證前后兩次作用力的效果相同．
（4）這位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中確定分力方向時(shí)，同實(shí)驗(yàn)小組的另一個(gè)同學(xué)提出：圖甲所示的a點(diǎn)位置標(biāo)記得不妥當(dāng)，其原因是：oa兩點(diǎn)的距離太近，畫力的方向時(shí)容易產(chǎn)生誤差．
（5）圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出的力的圖示，其中F₁和F₂的合力：理論值是F′，實(shí)際測(cè)量值是F．（填F或F′）

Answer 1

分析 （1）彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，彈力為零；根據(jù)胡克定律F=k△x求解勁度系數(shù)；
（2）直接從彈簧秤得到彈力，再?gòu)膱D象b彈簧彈簧長(zhǎng)度；
（3）驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)中需要我們讓兩次拉時(shí)的效果相同，且需要記錄下拉力的大小及方向；
（4）在找出力的方向時(shí)，應(yīng)使兩點(diǎn)距離大一些，這樣可以減小誤差；
（5）分析兩個(gè)合力的來(lái)源可知實(shí)驗(yàn)值及真實(shí)值．

解答 解：（1）彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，彈力為零，故原長(zhǎng)為4cm；彈簧彈力為2N時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度為8cm，伸長(zhǎng)量為4cm；根據(jù)胡克定律F=k△x，
有：k=$\frac{△F}{△x}=\frac{2}{0.04}=50N/m$；
（2）由圖c得到彈簧的彈力為3N，根據(jù)圖b得到彈簧的長(zhǎng)度為10cm．
（3）兩次拉到同一位置可以保證前后兩次作用力的效果相同；
（4）由圖可知，o、a兩點(diǎn)距離太近，畫力的方向時(shí)容易產(chǎn)生誤差，應(yīng)使a離o遠(yuǎn)一些；
（5）實(shí)際測(cè)量值一定與AO在同一直線上，而另一合力是由平行四邊形得出的，一定為平行四邊形的對(duì)角線，故F為實(shí)際測(cè)量值，F(xiàn)′為理論值；
故答案為：（1）4；50；（2）10；（3）保證前后兩次作用力的效果相同；（4）oa兩點(diǎn)的距離太近，畫力的方向時(shí)容易產(chǎn)生誤差；（5）F′；F

點(diǎn)評(píng) 1、本題關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，然后根據(jù)胡克定律F=k△x并結(jié)合圖象列式求解，不難．
2、主要考查驗(yàn)證力的平行四邊形定則的誤差分析及數(shù)據(jù)的處理，應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)原理及數(shù)據(jù)的處理方法去思考減少實(shí)驗(yàn)誤差的方法；熟練應(yīng)用平行四邊形定則解決有關(guān)問(wèn)題．