Question

15．某研究小組的同學在水平放置的方木板上做“探究共點力的合成規(guī)律”實驗時：

（1）利用坐標紙記下了橡皮筋的結點位置O以及兩只彈簧秤拉力的大小和方向，如圖（a）所示，圖中每一小格長度均代表0.5N，則F₁與F₂的合力大小為3.0N．
（2）關于此實驗，下列敘述中正確的是C
A．彈簧秤應先在豎直方向進行調零
B．橡皮筋對結點O的拉力就是兩彈簧秤對結點O的拉力F₁與F₂的合力
C．兩次拉橡皮筋時，需將橡皮筋結點拉到同一位置O，這樣做的目的是保證兩次彈簧秤拉力的效果相同
D．若要改變彈簧秤的拉力大小而又要保證橡皮筋結點位置不變，只需調整兩只彈簧秤的拉力大小使其中一只增大另一只減小即可
（3）圖（b）所示是甲、乙兩位同學在做以上實驗時得到的結果，其中力F′是用一只彈簧秤拉橡皮筋時的圖示，則哪一位同學的實驗結果一定存在問題？請簡單說明理由．
答：乙同學，因為乙同學實驗的結果F′的方向不與橡皮筋的伸長方向在同一直線上．

Answer 1

分析 以F₁和F₂為鄰邊作平行四邊形，通過O點的對角線表示合力F，據此可正確畫出F₁和F₂的合力圖示；
明確實驗理論值和實驗值之間的關系即可正確解答；
該實驗采用了“等效替代”法即要求兩次拉橡皮筋時，要使橡皮筋產生的形變相同，即拉到同一位置．

解答 解：（1）以F₁和F₂為鄰邊作平行四邊形，與F₁和F₂共點的對角線表示合力F，標上箭頭．如圖所示

則F₁與F₂的合力大小為3.0N．
（2）A、彈簧秤應先在水平方向進行調零，故A錯誤；
B、橡皮筋對結點O的拉力與兩彈簧秤對結點O的拉力F₁與F₂的合力是一對平衡力，故B錯誤；
C、兩次拉橡皮筋時，需將橡皮筋結點拉到同一位置O，這樣做的目的是保證兩次彈簧秤拉力的效果相同，故C正確；
D、根據平行四邊形定則可知，合力不變，只增大一個分力的大小時，另一個分力的大小和方向都變化，故D錯誤．
故選：C．
（3）用平行四邊形定則求出的合力可以與橡皮條拉力的方向有偏差，但用一只彈簧測力計拉結點的拉力與橡皮條拉力一定在同一直線上，
所以乙同學的實驗結果存在問題，因為乙同學實驗的結果F′的方向不與橡皮筋的伸長方向在同一直線上．
故答案為：（1）3.0；（2）C；（3）乙同學，因為乙同學實驗的結果F′的方向不與橡皮筋的伸長方向在同一直線上

點評 本題要防止產生錯誤的認識，認為橡皮筋的拉力是兩彈簧測力計的拉力，根據合力與分力等效關系分析，一個彈簧測力計的拉力是兩個彈簧測力計拉力的合力．