Question

5．在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，某同學(xué)的實驗情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點，OB和OC為細(xì)繩．

（1）圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的力的圖示，下列說法中正確的兩個選項是AC
A．圖乙中的F是力F₁和F₂合力的理論值，F(xiàn)′是力F₁和F₂合力的實際測量值
B．圖乙中的F′是力F₁和F₂合力的理論值，F(xiàn)是力F₁和F₂合力的實際測量值
C．在實驗中，如果將細(xì)繩也換成橡皮條，那么對實驗結(jié)果沒有影響
D．在實驗中，如果將細(xì)繩也換成橡皮條，那么對實驗結(jié)果有影響．
（2）在做本實驗時，以下操作中錯誤的是ACD
A．同一次實驗過程中，O點位置允許變動
B．實驗中，彈簧秤必須與木板平行，讀數(shù)時視線要正對彈簧秤刻度
C．實驗中，先將其中一個彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧秤拉力的大小和方向，把橡皮條另一端拉到O點
D．實驗中，把橡皮條的另一端拉到O點時，兩彈簧秤之間夾角應(yīng)取90°，以便于算出合力的大小．
（3）某同學(xué)在坐標(biāo)紙上畫出了如圖丙所示的兩個已知力F₁和F₂，圖中小正方形的邊長表示2N，兩力的合力用F表示，F(xiàn)₁、F₂與F的夾角分別為θ₁和θ₂，關(guān)于F₁、F₂與F、θ₁和θ₂關(guān)系正確的有BC（填正確答案標(biāo)號）．
A．F₁=4N
B．F=12N
C．θ₁=45°
D．θ₁＜θ₂．

Answer 1

分析 （1）由于實驗誤差的存在，導(dǎo)致F₁與F₂合成的理論值（通過平行四邊形定則得出的值）與實際值（實際實驗的數(shù)值）存在差別，只要O點的作用效果相同，是否換成橡皮條不影響實驗結(jié)果；
（2）理解“等效法”的具體應(yīng)用；進行該實驗的具體操作和注意事項；彈簧的示數(shù)以及夾角要大小適中，便于記錄和作圖即可；
（3）本實驗是要驗證平行四邊形定則，注意在理解實驗的原理基礎(chǔ)上，掌握實驗的方法和數(shù)據(jù)的處理方法以及需要注意的事項，尤其是理解本實驗的“等效”思想．明確“實驗值”和“實際值”的區(qū)別．根據(jù)平行四邊形定則作出合力，從而確定合力的大小和分力與合力的夾角．

解答 解：（1）A、F₁與F₂合成的理論值是通過平行四邊形定則算出的值，而實際值是單獨一個力拉O點的時的值，因此F是F₁與F₂合成的理論值，F(xiàn)′是F₁與F₂合成的實際值，故A正確，B錯誤；
C、由于O點的作用效果相同，將兩個細(xì)繩套換成兩根橡皮條，不會影響實驗結(jié)果，故C正確，D錯誤．
故選：AC
（2）A、為了使兩次拉橡皮筋效果相同，要求兩次要將O點拉到同一位置，故A錯誤；
B、實驗中為了減小誤差，彈簧秤必須保持與木板平行，讀數(shù)時為了減小誤差，要求視線要正對彈簧秤刻度，故B正確；
C、實驗中，彈簧的讀數(shù)大小適當(dāng)，便于做平行四邊形即可，并非要求一定達(dá)到最大量程，故C錯誤；
D、實驗過程中兩彈簧的夾角要適當(dāng)，并非要求達(dá)到90°，非特殊角度也可，故D錯誤．
本題要求選錯誤的，故選：ACD
（3）根據(jù)平行四邊形定則，作出兩個力的合力，如圖．從圖上可知，F(xiàn)₁=$\sqrt{2}$N，合力F=12N．根據(jù)幾何關(guān)系知F₁與F的夾角分別為θ₁=45°．從圖上可知，θ₁＞θ₂．故B、C正確，A、D錯誤．

故選：BC
故答案為：（1）AC；（2）ACD；（3）BC

點評 驗證力的平行四邊形定則是力學(xué)中的重點實驗，應(yīng)明確實驗的原理、數(shù)據(jù)處理方法及本實驗采用的物理方法，難度適中．