Question

4．在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，可以設(shè)計(jì)不同的方案探究．以下是甲、乙兩位同學(xué)設(shè)計(jì)的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，
（1）甲同學(xué)設(shè)計(jì)的方案如圖1，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上兩根細(xì)繩，細(xì)繩的另一端都有繩套．實(shí)驗(yàn)中需用兩個(gè)彈簧測力計(jì)分別鉤住繩套，并互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O．

①某同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)認(rèn)為：
A．拉橡皮條的繩細(xì)一些且長一些，實(shí)驗(yàn)效果較好
B．拉橡皮條時(shí)，彈簧測力計(jì)、橡皮條、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行
C．橡皮條彈性要好，拉結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O時(shí)，橡皮條方向必須在兩細(xì)繩夾角的角平分線上
D．拉力F₁和F₂的夾角越大越好
其中正確的是AB（填入相應(yīng)的字母）
②若某次測量中兩個(gè)彈簧測力計(jì)的讀數(shù)均為4N，且兩彈簧測力計(jì)拉力的方向相互垂直，則不能（選填“能”或“不能”）用一個(gè)量程為5N的彈簧測力計(jì)測量出它們的合力，理由是：合力為4$\sqrt{2}$N＞5N，超出了彈簧測力計(jì)的量程．
（2）乙同學(xué)在家中用三根相同的橡皮筋（遵循胡克定律）來探究求合力的方法，如圖2所示，三根橡皮筋在O點(diǎn)相互連接，拉長后三個(gè)端點(diǎn)用圖釘固定在A、B、C三點(diǎn)．在實(shí)驗(yàn)中，可以通過刻度尺測量橡皮筋的長度來得到橡皮筋的拉力大小，并通過OA、OB、OC的方向確定三個(gè)拉力的方向，從而探究求其中任意兩個(gè)拉力的合力的方法．在實(shí)驗(yàn)過程中，下列說法正確的是AD．
A．實(shí)驗(yàn)需要測量橡皮筋的長度以及橡皮筋的原長
B．為減小誤差，應(yīng)選擇勁度系數(shù)盡量大的橡皮筋
C．以O(shè)B、OC為兩鄰邊做平行四邊形，其對角線必與OA在一條直線上且兩者長度相等
D．多次實(shí)驗(yàn)中O點(diǎn)不必是同一位置．

Answer 1

分析 （1）①本實(shí)驗(yàn)采用“等效法”，即要求兩次拉橡皮筋的效果相同，對于兩彈簧拉力，為了減小誤差，拉力需大一些，夾角適當(dāng)大一些，不能太大，也不能太小．
②由平行四邊形定則可得出兩拉力的合力大小，比較拉力與彈簧秤的量程則可知5N量程的彈簧秤是否可用．
（2）由題意可知該實(shí)驗(yàn)利用了共點(diǎn)力的平衡來驗(yàn)證力的平行四邊形定則，該實(shí)驗(yàn)中需要記錄各力的大小和方向，各力的大小可以通過橡皮筋的伸長量來表示．

解答 解：（1）①A、在實(shí)驗(yàn)中要減小拉力方向的誤差，應(yīng)讓標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)盡量遠(yuǎn)些，故細(xì)繩應(yīng)該長一些，故A正確；
B、作圖時(shí)，我們是在白紙中作圖，做出的是水平力的圖示，若拉力傾斜，則作出圖的方向與實(shí)際力的方向有有較大差別，故應(yīng)使各力盡量與木板面平行，故B正確；
C、橡皮條彈性要好，拉結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O時(shí)，拉力與拉力的夾角應(yīng)適當(dāng)大些，但橡皮條方向不必須在兩細(xì)繩夾角的角平分線上，故C錯(cuò)誤；
 D、兩個(gè)拉力的夾角過大，合力會過小，量取理論值時(shí)相對誤差變大，夾角太小，會導(dǎo)致作圖困難，也會增大偶然誤差，故D錯(cuò)誤．
故選：AB．
②兩力均為4N，且相互垂直，則其合力大小為F=4$\sqrt{2}$N＞5N，合力超過了彈簧秤的量程，故彈簧秤無法測出物體所受的合力，故不能使用．
（2）A、需要知道橡皮筋的伸長量才能表示橡皮筋的彈力，故應(yīng)該測量橡皮筋的原長，故A正確；
B、為了減小誤差，橡皮筋的伸長量應(yīng)該大些，故應(yīng)選擇勁度系數(shù)稍小的橡皮筋，故B錯(cuò)誤；
C、由于橡皮筋的彈力與它的長度不成正比，所以O(shè)B、OC彈力的合力方向與以O(shè)B、OC為兩鄰邊做平行四邊形的對角線不重合，故C錯(cuò)誤；
D、不同的O點(diǎn)依然滿足任意兩個(gè)橡皮筋彈力的合力與第三個(gè)橡皮筋彈力等大反向的特點(diǎn)，所以即使O點(diǎn)不固定，也可以探究求合力的方法，故D正確．
故選：AD．
故答案為：（1）①AB； ②不能； 合力為4$\sqrt{2}$N＞5N，超出了彈簧測力計(jì)的量程； （2）AD．

點(diǎn)評 本題主要考查驗(yàn)證力的平行四邊形定則的誤差分析及數(shù)據(jù)的處理，應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)原理及數(shù)據(jù)的處理方法去思考減少實(shí)驗(yàn)誤差的方法．