Question

8．某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”，彈簧測(cè)力計(jì)A掛于固定點(diǎn)P，下端用細(xì)線掛一重物M，彈簧測(cè)力計(jì)B的一端用細(xì)線系于O點(diǎn)，手持另一端向左拉，使結(jié)點(diǎn)O靜止在某位置，分別讀出彈簧測(cè)力計(jì)A和B的示數(shù)，并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點(diǎn)的位置和拉線的方向
（1）本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的單位為N，圖中A的示數(shù)為3.60N；
（2）下列不必要的實(shí)驗(yàn)要求是D（請(qǐng)?zhí)顚?xiě)選項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母）
A．應(yīng)測(cè)量重物M所受的重力
B．彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)在使用前校零
C．拉線方向應(yīng)與木板平面平行
D．改變拉力，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次都要使O點(diǎn)靜止在同一位置
（3）某次實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)保持結(jié)點(diǎn)O的位置不變，調(diào)整彈簧測(cè)力計(jì)B的拉力沿各種不同的方向，結(jié)果發(fā)現(xiàn)測(cè)力計(jì)B的讀數(shù)最小值為重物M所受的重力的0.5倍，則O點(diǎn)與彈簧測(cè)力計(jì)A之間的細(xì)線偏離豎直方向的夾角為30°．

Answer 1

分析 （1）由圖示彈簧測(cè)力計(jì)確定其分度值，讀出其示數(shù)；
（2）驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)原理是：理論值與實(shí)際值的對(duì)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(shí)際值的測(cè)量則使用等效替代，需要測(cè)量結(jié)點(diǎn)O的位置及力的大�。�另外實(shí)際值與測(cè)量值比較方法，是在同一點(diǎn)作出兩力的圖示，比較是否近似重合．
（3）根據(jù)共點(diǎn)力平衡的條件進(jìn)行分析，明確當(dāng)B的方向與A的方向相互垂直時(shí)，B的拉力最小，由幾何關(guān)系即可求得對(duì)應(yīng)的夾角．

解答 解：（1）由圖示可知，彈簧測(cè)力計(jì)分度值為0.2N，其示數(shù)為3.60N；
（2）A、實(shí)驗(yàn)通過(guò)作出三個(gè)力的圖示，來(lái)驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”，因此重物的重力必須要知道．故A正確；
B、彈簧測(cè)力計(jì)是測(cè)出力的大小，所以要準(zhǔn)確必須在測(cè)之前校零．故B正確；
C、為了防止出現(xiàn)豎直方向上的分力，拉線方向應(yīng)與木板平面平行；故C正確；
D、由于本實(shí)驗(yàn)中物體的重力一定，因此兩彈簧秤的拉力的合力大小方向均是一定的，所以不需要再讓結(jié)點(diǎn)每次靜止在同一位置，故D錯(cuò)誤．
本題選錯(cuò)誤的，故選：D．
（3）該同學(xué)保持結(jié)點(diǎn)O的位置不變，調(diào)整彈簧測(cè)力計(jì)B的拉力沿各種不同的方向變化，當(dāng)B的方向與A的方向相互垂直時(shí)，B的拉力最小，此時(shí)F_B=Gsinθ，因F_B=$\frac{G}{2}$，解得：θ=30°；
故答案為：（1）3.60；（2）D；（3）30°

點(diǎn)評(píng) 通過(guò)作出力的圖示來(lái)驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”，重點(diǎn)是如何準(zhǔn)確作出力的圖示．同時(shí)值得注意其中有一力大小與方向均已一定，從而減少實(shí)驗(yàn)的操作步驟．