Question

20．有同學(xué)利用如圖1的裝置來(lái)驗(yàn)證力的平行四邊形定則：在豎直木板上鋪有白紙，固定兩個(gè)光滑的滑輪A和B，將繩子打一個(gè)結(jié)點(diǎn)O，每個(gè)鉤碼的重量相等，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)，根據(jù)鉤碼個(gè)數(shù)讀出三根繩子的拉力T_OA、T_OB和T_OC，回答下列問(wèn)題：

①在拆下鉤碼和繩子前，應(yīng)該記下標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O的位置，并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向和三段繩子所掛鉤碼的個(gè)數(shù)
②改變鉤碼個(gè)數(shù)，實(shí)驗(yàn)?zāi)芡瓿傻氖荁CD
A．鉤碼的個(gè)數(shù)N₁=N₂=2，N₃=4
B．鉤碼的個(gè)數(shù)N₁=N₃=3，N₂=4
C．鉤碼的個(gè)數(shù)N₁=N₂=N₃=4
D．鉤碼的個(gè)數(shù)N₁=3，N₂=4，N₃=5
③在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，作出了如圖2所示的A、B兩圖象，圖A中三線表示實(shí)驗(yàn)中小車和砝碼的總質(zhì)量不同．圖B中圖線不過(guò)原點(diǎn)的原因是長(zhǎng)木板的傾角過(guò)大．

Answer 1

分析 （1）為驗(yàn)證平行四邊形，必須作圖，所以要強(qiáng)調(diào)三力平衡的交點(diǎn)、力的大�。ㄣ^碼的個(gè)數(shù)）與力的方向；
（2）兩頭掛有鉤碼的細(xì)繩跨過(guò)兩光滑的固定滑輪，另掛有鉤碼的細(xì)繩系于O點(diǎn)（如圖所示）．由于鉤碼均相同，則鉤碼個(gè)數(shù)就代表力的大小，所以O(shè)點(diǎn)受三個(gè)力處于平衡狀態(tài)，由平行四邊形定則可知：三角形的三個(gè)邊表示三個(gè)力的大�。�
（3）根據(jù)牛頓第二定律寫出a與F的函數(shù)關(guān)系即可正確解答．從圖（B）中發(fā)現(xiàn)直線沒(méi)過(guò)原點(diǎn)，當(dāng)F=0時(shí)，a＞0．也就是說(shuō)當(dāng)繩子上沒(méi)有拉力時(shí)小車還有加速度，說(shuō)明小車的摩擦力小于重力沿斜面向下的分力．該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中平衡摩擦力過(guò)大．

解答 解：（1）為驗(yàn)證平行四邊形定則，必須作受力圖，所以先明確受力點(diǎn)，即標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O的位置，其次要作出力的方向并讀出力的大小，最后作出力的圖示，因此要做好記錄，是從力的三要素角度出發(fā)，要記錄砝碼的個(gè)數(shù)和記錄OA、OB、OC三段繩子的方向；
（2）對(duì)O點(diǎn)受力分析

OA  OB  OC分別表示三個(gè)力的大小，由于三共點(diǎn)力處于平衡，所以0C等于OD．因此三個(gè)力的大小構(gòu)成一個(gè)三角形．
A、以鉤碼的個(gè)數(shù)表示力的大小，2、2、4不能構(gòu)成三角形，故A錯(cuò)誤；
B、以鉤碼的個(gè)數(shù)表示力的大小，3、3、4能構(gòu)成三角形，故B正確；
C、以鉤碼的個(gè)數(shù)表示力的大小，4、4、4可以構(gòu)成三角形，故C正確；
D、以鉤碼的個(gè)數(shù)表示力的大小，3、4、5可以構(gòu)成三角形，故D正確．
故選：BCD．
（3）根據(jù)牛頓第二定律有：F=ma，即a=$\frac{F}{m}$，因此在a-F圖象中斜率大小等于質(zhì)量的倒數(shù)，故圖A中三線表示實(shí)驗(yàn)中小車和砝碼的總質(zhì)量不同；圖（B）中，小車的拉力為零時(shí)，卻產(chǎn)生了加速度，這說(shuō)明平衡摩擦力過(guò)大，是由于長(zhǎng)木板的傾角過(guò)大．
故答案為：①標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O的位置，并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向和三段繩子所掛鉤碼的個(gè)數(shù)  ②BCD  ③小車和砝碼的總質(zhì)量；長(zhǎng)木板的傾角過(guò)大．

點(diǎn)評(píng) 掌握三力平衡的條件，理解平行四邊形定則，同時(shí)驗(yàn)證平行四邊形定則是從力的圖示角度去作圖分析，明確“理論值”和“實(shí)際值”的區(qū)別．