Question

在“探究力的平行四边形定则”的实验中，用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳另一端系着绳套B、C（用来连接弹簧测力计）．其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．
（1）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是______．
（2）在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋，其它步骤没有改变，那么实验结果是否发生变化？答：______．（选填“变”或“不变”）
（3）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
（4）某同学在家中用三根相同的橡皮筋（遵循胡克定律）来探究合力的方法，如图所示，三根橡皮筋在O点相互连接，拉长后三个端点用图钉固定在A、B、C三点．在实验中，可以通过刻度尺测量橡皮筋的长度来得到橡皮筋的拉力大小，并通过OA、OB、OC的方向确定三个拉力的方向，从而探究求其中任意两个拉力的合力的方法．在实验过程中，下列说法正确的是______
A．只需要测量橡皮筋的长度，不需要测出橡皮筋的原长
B．为减小误差，应选择劲度系数尽量大的橡皮筋
C．多次实验中即使O点不固定，也可以探究求合力的方法
D． 以OB、OC为两邻边作平行四边形，其对角线一定与OA在一条直线上且长度相等．

Answer 1

解：（1）实验中F是由平行四边形得出的，故存在一定的偏差；而F′是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，故答案为F′．
（2）在实验中细线是否伸缩对实验结果没有影响，故换成橡皮筋可以同样完成实验，故实验结果不变；
故答案为：不变；
（3）实验中两次要求效果相同，故实验采用了等效替代的方法，故选B．
（4）A、实验中是利用了三力平衡的方法得出平行四边形定则，即任意二力之和与第三力大小相等，方向相反，故应利用胡克定律求出弹簧的弹力，应先测量原长，再测后来的长度，故A错误；
B、为了更准确地找出拉力的方向，橡皮筋应尽量长一些，即可以选劲度系数小一点的，故B错误；
C、因实验中的处理方法和结点O无关，故O点不固定也可以得出正确结果，故C正确；
D、因实验中存在误差，故作图后，很可能两力的合力与第三力的方向存在偏角，故D错误；
故选C．
分析：（1）在实验中F和F′分别由平行四边形定则及实验得出，由实验的原理可知一定沿AO方向的力；
（2）在实验中注意细线的作用是提供拉力，采用橡皮筋同样可以做到；
（3）本实验中采用了两个力合力与一个力效果相同来验证的平行四边形定则；
（4）本问为创新题型，通过分析实验中的原理可以得出实验采用的方法，则可以得出正确选项．
点评：在解决设计性实验时，一定先要通过分析题意找出实验的原理，通过原理即可分析实验中的方法及误差分析．