Question

【题目】某同学利用下列器材，设计实验来验证力的平行四边形定则．

器材：三根完全相同的轻质弹簧（每根弹簧两端均接有适当长度的细绳套），几个小重物，一把刻度尺，一块三角板，一支铅笔，一张白纸，几枚钉子．

实验步骤：

①用两枚钉子将白纸（白纸的上边沿被折叠几次）钉在竖直墙壁上，将两根弹簧一端的细绳套分别挂在两枚钉子上，另一端的细绳套与第三根弹簧一端的细绳套连接．待装置静止后，用刻度尺测出第三根弹簧两端之间的长度，记为L0；

②在第三根弹簧的另一个细绳套下面挂一重物，待装置静止后，用铅笔在白纸上记下结点的位置O和三根弹簧的方向，用刻度尺测出第一、二、三根弹簧的长度L1、L2、L3；

③取下器材，将白纸平放在桌面上．用铅笔和刻度尺从O点沿着三根弹簧的方向画直线，按照一定的标度做出三根弹簧对结点O的拉力F1、F2、F3的图示．用平行四边形定则求出F1、F2的合力F；

④测量发现F与F3在同一条直线上，大小接近相等，则验证了平行四边形定 则，结论成立．

（1）三根弹簧对结点O的拉力之比F1 ：F2 ：F3 = ．

（2）若钉子位置固定，利用上述器材，改变条件再次验证，可采用的方法是 ．

（3）分析本实验的误差来源可能是 ．（写出其中一点即可）

Answer 1

【答案】（1）；（2）可换不同重量的小物体进行再实验；（3）误差来源可能有：①弹簧自身重量对实验影响较大；②记录 O、L0、 L1、L2、L3 及弹簧方向时差生误差（或白纸未被完全固定等）

【解析】

试题分析：（1）根据胡克定律得，第一、二、三根弹簧的拉力分别为F1=k（L1-L0）、F2=k（L2-L0）、F3=k（L3-L0），k为弹簧的劲度系数，则三根弹簧对结点O的拉力之比为（L1-L0）：（L2-L0）：（L3-L0）．

（2）变条件再次验证，可采用的办法是换不同重量的小重物，重复进行实验．

（3）本实验在竖直平面进行，实验的误差来源可能有：未考虑弹簧自身的重量、记录O、L0、L1、L2、L3及弹簧的方向时产生误差（或白纸未被完全固定等）．