Question

（1）某同学在做“研究共点力合成”的实验时，先用一个弹簧秤拉橡皮条测得拉力F，再用两个弹簧拉橡皮条测得合力F'．当通过两根细绳把橡皮条拉到某一位置O时，要记录这一结点O的位置，并记录细绳的方向．当用一个弹簧秤拉橡皮条时，细绳套与橡皮条的结点应该拉到

 

，并记录细绳的方向．如果两位同学得到的实验结果如甲图和乙图，则

 

图画错了．（选填“甲”或“乙”）？

（2）用图装置做“研究加速度的大小与哪些因素有关”实验时，用小盘和砝码拉动小车．实验前，应把长木板有打点计时器的一段抬高到合适的位置，这样做的目的是

 

；实验时必须采用

 

法．即先保持小车质量不变，把

 

视为小车所受到的合外力，多次改变合外力，测出小车对应的加速度，研究加速度与合外力的关系．再保持小车所受的合外力不变，多次改变小车的质量，测出相应的加速度，研究加速度与小车质量的关系．

（3）某同学在分析一条纸带时，每相邻两个计数点中还有4个计时点没有标示出来，根据纸带求得B点对应的速度v_B=

 

m/s，加速度a=

 

m/s²．（两个结果均保留三位有效数字）

Answer 1

分析：1、在实验中必须确保橡皮筋拉到同一位置，即一力的作用效果与两个力作用效果相同．同时我们需要记录下力的大小和方向．
2、小车受到重力、支持力、摩擦力和橡皮筋的拉力，要使拉力等于合力，必须使重力的下滑分量平衡摩擦力，使小车在不受拉力作用时做匀速直线运动时，没有拉力的合力为0，重力的下滑分量等于摩擦力；
3、根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小．

解答：解：（1）在实验中必须确保橡皮筋拉到同一位置，即一力的作用效果与两个力作用效果相同．同时我们需要记录下力的大小和方向．所以要记录O点的位置、弹簧秤的读数、细线的方向，用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮条的结点拉到O点，使得一根弹簧秤的拉力效果和两根弹簧秤的拉力效果相同．
在实验中，实际测量的合力与橡皮筋在同一条直线上，而根据作图法的合力会跟橡皮筋有一定的偏差．故甲符合实验事实，乙图画错了．
（2）把长木板有打点计时器的一段抬高到合适的位置，这样做的目的是平衡摩擦力，即小车的重力沿斜面的分力与小车的摩擦力相等．
实验时必须采用控制变量法．即先保持小车质量不变，把小盘和砝码的总重力视为小车所受到的合外力，多次改变合外力，测出小车对应的加速度，研究加速度与合外力的关系．再保持小车所受的合外力不变，多次改变小车的质量，测出相应的加速度，研究加速度与小车质量的关系．
（3）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小．
v_B=

XAC

2T

=

0.02760

0.2

m/s=0.138m/s
设A到B之间的距离为x₁，以后各段分别为x₂、x₃、x₄，
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₃-x₁=2a₁T² 
x₄-x₂=2a₂T² 
 为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值
得：a=

1

2

（a₁+a₂）
即小车运动的加速度计算表达式为：a=

XCE-XAC

4T2

=

0.10560-0.02760-0.02760

4×(0.1)2

m/s²=1.26m/s²．
故答案为：（1）位置O点，乙 （2）平衡摩擦力，控制变量，小盘和砝码的总重力；
（3）0.138，1.26．

点评：1、本题比较全面的考察了验证平行四边形定则中的基础知识，对于这些基础知识和要求即要通过实验进行切身体会，同时也要通过练习加深理解．
2、该题考查验证实验中平衡摩擦力的目的，同时知道实验的原理．
3、要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．