Question

3．在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，先用一個彈簧秤拉橡皮條的另一端到某一點并記下該點的位置；再將橡皮條的另一端系兩根細繩，細繩的另一端都有繩套，用兩個彈簧秤分別勾住繩套，并互成角度地拉橡皮條．
（1）某同學認為在此過程中必須注意以下幾項：
A．兩根細繩必須等長
B．橡皮條應與兩繩夾角的平分線在同一直線上
C．在使用彈簧秤時要注意使彈簧秤與木板平面平行
D．在用兩個彈簧秤同時拉細繩時要注意使兩個彈簧秤的讀數相等
E．在用兩個彈簧秤同時拉細繩時必須將橡皮條的另一端拉到用一個彈簧秤拉時記下的位置
其中正確的是CE（填入相應的字母）．
（2）“驗證力的平行四邊形定則”的實驗情況如圖1甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細繩的結點，OB和OC為細繩．圖1乙是在白紙上根據實驗結果畫出的力的示意圖．

①圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是F′．
②本實驗采用的科學方法是B（填正確答案標號）．
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
（3）某同學在坐標紙上畫出了如圖2所示的兩個已知力F₁和F₂，圖中小正方形的邊長表示2N，兩力的合力用F表示，F₁、F₂與F的夾角分別為θ₁和θ₂，關于F₁、F₂與F、θ₁和θ₂關系正確的有BC（填正確答案標號）．

A．F1=4N	B．F=12N
C．θ1=45°	D．θ1＜θ2

Answer 1

分析 （1）本實驗是要驗證平行四邊形定則，注意在理解實驗的原理基礎上，掌握實驗的方法和數據的處理方法以及需要注意的事項，尤其是理解本實驗的“等效”思想．明確“實驗值”和“實際值”的區(qū)別．
（2）本實驗采用了等效替代法，實際拉力的方向與橡皮條在同一直線上，由于實驗存在誤差，拉力合力的理論值與橡皮條的方法往往不在同一直線上，分析圖示情景答題．
（3）根據平行四邊形定則作出合力，從而確定合力的大小和分力與合力的夾角．

解答 解：（1）A、本實驗中我們只需使兩個力的效果與一個力的效果相同即可，細繩的長度是否相等與本實驗無關，合力不需要一定過兩分力的角平分線，且兩分力也不一定相等，故ABD錯誤；
C、為保證拉力的方向為在紙面上畫出的方向，彈簧秤一定要與木板平行，故C正確；
E、為了減小實驗的誤差，應要求用一個力拉和用兩個力拉時的效果應相同，即必須將橡皮條拉至同一位置，故E正確；故選CE．
（2）①F₁與F₂合力的實驗值是指通過實驗得到值，即用一個彈簧拉繩套時測得的力的大小和方向，而理論值（實際值）是指通過平行四邊形得出的值，故F′是力F₁與F₂合力的實驗值，其方向一定沿AO方向．
②實驗中兩次要求效果相同，故實驗采用了等效替代的方法，故ACD錯誤，B正確．
（3）根據平行四邊形定則，作出兩個力的合力，如圖．從圖上可知，F₁=4$\sqrt{2}$N，合力F=12N．根據幾何關系知F₁與F的夾角分別為θ₁=45°．從圖上可知，θ₁＞θ₂．故B、C正確，A、D錯誤．故選BC．
故答案為：（1）CE；（2）①F′；②B；（3）BC．

點評 本題考查了驗證力的平行四邊形定則實驗，知道實驗原理與實驗注意事項、實驗數據處理方法是解題的關鍵；驗證力的平行四邊形定則是力學中的重點實驗，應明確實驗的原理、數據處理方法及本實驗采用的物理方法．