Question

15．如圖甲所示，在豎直平面內(nèi)，將小圓環(huán)掛在橡皮條下端，橡皮條長度為GE．用兩根彈簧測力計拉動小圓環(huán)到O點，小圓環(huán)受到作用力F₁、F₂和橡皮條的拉力F₀，如圖乙所示．

（1）如圖乙，此時要記錄下拉力F₁、F₂的大小，并在白紙上作出拉力F₁、F₂的方向，以及O點的位置；
（2）實驗中，不必要的是AD；
A．選用輕質(zhì)小圓環(huán)
B．彈簧測力計在使用前應校零
C．撤去F₁、F₂，改用一個力拉住小圓環(huán)，仍使它處于O點
D．用兩根彈簧測力計拉動小圓環(huán)時，要保持兩彈簧測力計相互垂直
（3）圖丙中F′是用一個彈簧測力計拉小圓環(huán)時，在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖示．F與F′中，方向一定沿GO方向的是F′．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗原理可知，在實驗中需要記錄拉力的大小和方向，以便根據(jù)兩個分力的大小和方向做平行四邊形．
（2）明確該實驗的實驗原理以及實驗步驟，操作過程的注意事項以及產(chǎn)生誤差原因等，如該實驗采用了“等效替代”法，要求兩次橡皮筋的形變大小和方向相同，拉彈簧時兩力的大小可以適當大些，夾角大小合適，并非要求為直角等．
（3）驗證力的平行四邊形定則的實驗原理是：理論值與實際值的對比．合力的理論值使用作圖法，需要記錄兩分力的大小和方向；實際值的測量則使用等效替代，需要測量結(jié)點O的位置及力的大�。�另外實際值與測量值比較方法，是在同一點作出兩力的圖示，比較是否近似重合．

解答 解：（1）該實驗中，應用了等效替代法，要使兩次拉橡皮條的效果相同，所以需要記錄O點位置，且需要根據(jù)力F₁、F₂的大小和方向做出平行四邊形，求出合力與一個彈簧拉橡皮筋時拉力F進行比較，因此需要記錄拉力F₁、F₂的大小和方向；
（2）A、小圓環(huán)的作用是通過彈簧拉橡皮筋，不需要輕質(zhì)的，只要正確確定開始位置即可，故A不需要；
B、彈簧測力計是測出力的大小，所以要準確必須在測之前校零．故B項需要；
C、該實驗采用“等效替代”法，因此兩次拉橡皮筋要到同一位置，故C需要；
D、用兩根彈簧測力計拉動小圓環(huán)時，量彈簧夾角適當，便于做平行四邊形，便于減小誤差即可，并非要求兩彈簧測力計相互垂直，故D不需要．
故不需要的為：AD．
（3）實際測量的合力應與橡皮筋在同一條直線上，即F′與橡皮筋在同一條直線上，由平行四邊形定則作出的為理論值與實際值有一定的偏差，即由平行四邊形定則作出的為F．
故答案為：（1）拉力F₁、F₂的方向；O點的位置；（2）AD；（3）F′．

點評 通過作出力的圖示來驗證“力的平行四邊形定則”，要明確實驗原理，理解“等效替代”的含義，重點是如何準確作出力的圖示．