Question

20．（1）“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，部分實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)完成有關(guān)內(nèi)容：
A．將一根橡皮筋的一端固定在貼有白紙的豎直平整木板上，另一端拴上兩根細(xì)線；
B．其中一根細(xì)線掛上5個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼，使橡皮筋拉伸，如圖甲所示，記錄：鉤碼個(gè)數(shù)、結(jié)點(diǎn)O的位置、橡皮繩的伸長(zhǎng)方向、
C．將步驟B中的鉤碼取下，分別在兩根細(xì)線上掛上4個(gè)和3個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼，用兩光滑硬棒B、C使兩細(xì)線互成角度，如圖乙所示，小心調(diào)整B、C的位置，使結(jié)點(diǎn)與O的重合，記錄：鉤碼個(gè)數(shù)、細(xì)繩的方向；
（2）如果“力的平行四邊形定則”得到驗(yàn)證，那么圖乙中cosα：cosβ=$\frac{3}{4}$；
（3）用平木板、細(xì)繩套、橡皮筋、測(cè)力計(jì)等做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)，為了使實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌�進(jìn)行，且盡量減小誤差，你認(rèn)為下列說(shuō)法或做法能夠達(dá)到上述目的是C．
A．用測(cè)力計(jì)拉細(xì)繩套時(shí)，拉力應(yīng)沿彈簧的軸線，且與水平木板平行
B．兩細(xì)繩套必須等長(zhǎng)
C．同一次實(shí)驗(yàn)兩次拉細(xì)繩套須使結(jié)點(diǎn)到達(dá)同一位置
D．用測(cè)力計(jì)拉兩個(gè)細(xì)繩套時(shí)，兩拉力夾角越大越好．

Answer 1

分析 （1、2）“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)原理是：記錄兩個(gè)分力以及合力的大小和方向后，選用相同的標(biāo)度將這三個(gè)力畫出來(lái)，畫出來(lái)的合力是實(shí)際值，然后根據(jù)平行四邊形畫出合力的理論值，通過(guò)比較實(shí)際值和理論值的關(guān)系來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證，明確了實(shí)驗(yàn)原理即可知知道實(shí)驗(yàn)中需要記錄的物理量和具體的操作；
（3）為了使兩根彈簧秤拉力的作用效果與一根彈簧秤拉力的作用效果相同，兩次橡皮條伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度相同，且拉到同一個(gè)結(jié)點(diǎn)，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，用測(cè)力計(jì)拉細(xì)繩套時(shí)，拉力應(yīng)沿彈簧的軸線，且與水平板平行，因此正確解答本題的關(guān)鍵是：理解實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，了解整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的具體操作，以及這些具體操作的意義．

解答 解：（1）用一根細(xì)線掛上5個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼，使橡皮筋拉伸，如圖甲所示，記錄：鉤碼個(gè)數(shù)、結(jié)點(diǎn)O的位置，以及橡皮繩的伸長(zhǎng)方向，
該實(shí)驗(yàn)采用“等效代替”法，因此在用兩個(gè)繩套拉橡皮筋時(shí)，要將橡皮筋與細(xì)線結(jié)點(diǎn)拉到與步驟B中結(jié)點(diǎn)位置重合，同時(shí)記錄鉤碼個(gè)數(shù)和對(duì)應(yīng)的細(xì)線方向．
（2）根據(jù)O點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，正交分解有：
豎直方向：4mgsinα+3mgsinβ=5mg   ①
水平方向：4mgcosα=3mgcosβ    ②
聯(lián)立①②解得：$\frac{cosα}{cosβ}=\frac{3}{4}$．
（3）A、為了減小實(shí)驗(yàn)中摩擦對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，拉橡皮條時(shí)，橡皮條、細(xì)繩和彈簧秤應(yīng)貼近并平行于木板，故A正確；
B、為減小實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的偶然誤差，就要設(shè)法減小讀數(shù)誤差，兩個(gè)分力的大小不一定要相等，繩子的長(zhǎng)短對(duì)分力大小和方向亦無(wú)影響，故B錯(cuò)誤；
C、在實(shí)驗(yàn)中必須確保橡皮筋拉到同一位置，即一力的作用效果與兩個(gè)力作用效果相同，故C正確；
D、用測(cè)力計(jì)拉兩個(gè)細(xì)繩套時(shí)，兩拉力夾角要適中，不是越大越好，故D錯(cuò)誤．
故選：AC
故答案為：（1）鉤碼個(gè)數(shù)；結(jié)點(diǎn)O的位置；橡皮繩的伸長(zhǎng)方向；結(jié)點(diǎn)與O的重合、鉤碼個(gè)數(shù)、細(xì)繩的方向；（2）$\frac{3}{4}$；（3）AC

點(diǎn)評(píng) 要圍繞“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)原理對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)中需要注意的問(wèn)題進(jìn)行理解，正確理解“等效代替”的含義．