Question

15．“探究力的平行四边形定则”的实验如图1-甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细线的结点，OB和OC为细绳，图1-乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图．
（1）本实验采用的科学方法是B
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）图乙中的F′是力F₁和F₂合力的实际测量值．（选填F或F′）
（3）同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是D
A．两根细绳必须等长
B．橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．为了读数方便，可以使弹簧秤与木板平面成一定倾角
D．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
（4）实验用一根弹簧秤拉时如图2所示，则弹簧秤读数为4.00N
（5）在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果是否会发生变化？答：不变．（选填“变”或“不变”）．
（6）由于没有弹簧秤，宏春同学改用图3的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数记下三根绳子的拉力T_OA、T_OB和T_OC及节点O的位置，再改变钩码个数重新实验，下列实验不能完成的是B．
A．钩码的个数N₁=N₂=3，N₃=4
B．钩码的个数N₁=N₂=2，N₃=4
C．钩码的个数N₁=N₂=N₃=4
D．钩码的个数N₁=3，N₂=4，N₃=5．

Answer 1

分析 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，因此采用“等效法”，注意该实验方法的应用；在实验中F和F′分别由平行四边形定则及实验得出，明确理论值和实验值的区别即可正确解答；两头挂有钩码的细绳跨过两光滑的固定滑轮，另挂有钩码的细绳系于O点（如图所示）．由于钩码均相同，则钩码个数就代表力的大小，所以O点受三个力处于平衡状态，由平行四边形定则可知：三角形的三个边表示三个力的大小．

解答 解：（1）本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，采用的科学方法是等效替代法，故B正确．
故选：B
（2）实验中F是由平行四边形得出的，而F′是通过实验方法得出的是力F₁和F₂合力的实际测量值．
（3）A、通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条时，并非要求两细绳等长，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、测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验中因摩擦造成的误差，操作中要求弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行．故C错误；
D、为了更加准确的记录力的方向，拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故D正确．
故选：D．
（4）弹簧秤读数为4.00N，
（5）如果将细线也换成橡皮筋，只要将结点拉到相同的位置，实验结果不会发生变化．
（6）OA  OB  OC分别表示三个力的大小，由于三共点力处于平衡，所以0C等于OD．因此三个力的大小构成一个三角形．
A、以钩码的个数表示力的大小，3、3、4能构成三角形，故A正确；
B、以钩码的个数表示力的大小，2、2、4不能构成三角形，故B错误；
C、以钩码的个数表示力的大小，4、4、4可以构成三角形，故C正确；
D、以钩码的个数表示力的大小，3、4、5可以构成三角形，故D正确．
本题选不能完成实验的
故选：B．
故答案为：（1）B；（2）F′；（3）D；（4）4.00；（5）不变；（6）B

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，握三力平衡的条件，理解平行四边形定则，同时验证平行四边形定则是从力的图示角度去作图分析，明确“理论值”和“实际值”的区别．