Question

（1）验证“力的平行四边形法则”实验如图所示，A为固定橡皮的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB、OC为细绳子，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．图甲中弹簧秤B的读数为______N；图乙中的F和两力中，方向一定沿OA方向的是______；本实验采用的科学方法是______．
A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法

（2）某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．频闪仪每隔0.05s闪光一次，图丙中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表（当地重力加速度取9.8m/s²，小球质量m=0.2kg，结果保留三位有效数字）：

时刻	t2	t3	t4	t5
速度（m/s）	5.59	5.08	4.58

①由频闪照片上的数据计算t₅时刻小球的速度v₅=______m/s．
②从t₂到t₅时间内，重力势能增量△E_p=______J，动能减少量△E_k=______J．
③在误差允许的范围内，若△E_p与△E_k近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算得△E_p______△E_k（选填“＞”“＜”或“=”），造成这种结果的主要原因是______．

Answer 1

（1）图甲中弹簧秤B的读数为：11N+0.40N=11.40N；
F₁与F₂的合力的实际值为一个弹簧拉绳套时的弹簧的弹力大小和方向，而理论值是通过平行四边形定则得到的值F′．因此方向一定沿AO方向的是F．
该实验中采用的科学方法是等效替代法．故B正确，A、C、D错误．
（2）①在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，所以有：
v₅=

0.2166+0.1914

2×0.05

=4.08m/s
②根据重力做功和重力势能的关系有：
△E_p=mg（h₂+h₃+h₄）=0.2×10×（26.68+24.16+21.66）×10^-2J=1.42J
在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，所以有：
v₂=

0.2668+0.2918

2×0.05

=5.59m/s
△E_k=

1

2

m（v₂²-v₅²）=

1

2

×0.2×[（5.59）²-（4.08）²]J=1.46J．
③由上述计算得△E_p＜△E_k，由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在，导致动能减小量没有全部转化为重力势能．
故答案为：（1）①11.4；②F；　③B；（2）①4.08；②1.42；1.46③＜；由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在．