Question

20．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，橡皮条的另一端系两根细绳，细绳端带有绳套，先用两个弹簧秤分别勾住绳套并互成角度地拉橡皮条，把橡皮条的结点拉到某-位置Ο并记下该点的位置；再用一个弹簧秤将橡皮条的结点拉到同-位置Ο点．
（1）某同学认为在此过程中必须要求满足的是C．
A．两根细绳必须等长
B．橡皮条应与两绳夹角的角平分线在同一直线上
C．在使用弹簧秤时要使弹簧秤与木板平面平行
D．用两个弹簧秤同时拉细绳时要使两个弹簧秤的示数相等
（2）三位同学选用不同橡皮条进行实验，所用弹簧测力计的量程均为0～5N，他们都把橡皮条的一端固定在木板上的A点，如图所示，用F₁和F₂表示拉力的方向和大小．

甲同学，F₁和F₂的方向互相垂直，F₁=3.0N、F₂=3.5N；乙同学，F₁与F₂方向间的夹角约为60°，F₁=F₂=4.0N；丙同学，F₁与F₂的方向间的夹角约为120°，F₁=F₂=4.0N． 这三位同学中操作不合适的是乙同学，理由是合力超过了弹簧测力计的量程．

Answer 1

分析 （1）在实验中使用一根弹簧秤拉细线与两根弹簧秤拉细线的作用效果要相同（即橡皮条拉到同一位置），而细线的作用是画出力的方向，弹簧秤能测出力的大小．因此细线的长度没有限制，弹簧秤的示数也没有要求，两细线的夹角不要太小也不要太大，但拉弹簧秤时必须保证与木板平面平行；
（2）抓住弹簧测力计的量程，通过平行四边形定则求出合力的大小，从而判断弹簧测力计能否测量合力的大小

解答 解：A、细线的作用是能显示出力的方向，所以不必须等长，故A错误；
B、两细线拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，不一定橡皮条要在两细线的夹角平分线上，故B错误；
C、在拉弹簧秤时必须要求弹簧秤与木板平面平行，否则会影响力的大小，故C正确；
D、在不超过弹簧秤量程的前提下，各力的取值应该适当大些，误差小点，但不需要相等，故D错误．
故选：C
（2）对于甲同学，合力F_甲=$\sqrt{3．{0}^{2}+3．{5}^{2}}$≈4.7N．对于乙同学F_乙=2×4cos30°＞5N，对于丙同学，F_丙=4N．可见操作不合适的是乙同学，因为他的两个力的合力超过了弹簧测力计的量程．
故答案为：（1）C；（2）乙，合力超过了弹簧测力计的量程．

点评 解决本题的关键知道“互成角度的两个力的合成”实验的原理，知道用两根弹簧秤拉和用一根弹簧秤拉，都必须将绳子的结点拉到同一点，保证产生相同的作用效果．