Question

13．在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中：
（1）其中有兩個實驗步驟如下：
A．在水平位置的方木板上固定一張白紙，用圖釘把橡皮條的一端固定在方木板上，另一端拴上兩個繩套，通過細繩同時用兩個彈簧測力計（平行方木板）互成角度地拉橡皮條，使它與細繩的結(jié)點到達某一點O，在白紙上用鉛筆記下O點的位置和讀出兩測力計的示數(shù)F₁和F₂．
B．只用一彈簧測力計，通過細繩拉橡皮條，使它的伸長量與用兩個測力計拉時相同，讀出示數(shù)F′和記下F′的方向．
請指出以上步驟中的錯誤或疏漏：A中是沒有記錄下兩細繩的方向，即F₁、F₂的方向；B中是應(yīng)使細繩結(jié)點仍拉到操作A中的O點處．
（2）某同學(xué)認為實驗過程中必須注意以下幾項：
A．兩根細繩必須等長
B．橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上
C．讀數(shù)時視線要正對彈簧測力計的刻度
D．兩拉力之間的夾角不要太小，也不太大．
其中正確的是CD．
（3）某小組得出如圖所示的圖（F與AO共線），圖中F′是F₁與F₂合成的理論值．

Answer 1

分析 （1）步驟A中只有記下兩條細繩的方向，才能確定兩個分力的方向，進一步才能根據(jù)平行四邊形定則求合力；步驟B中只有使結(jié)點到達同樣的位置O，才能表示兩種情況下力的作用效果相同；
（2）實驗要操作方便，盡量減小誤差，兩分力夾角不宜太大，也不宜太小，彈簧要與紙面平行
（3）該實驗采用了“等效法”，由于實驗誤差的存在，導(dǎo)致F₁與F₂合成的實際值（通過平行四邊形定則得出的值），與理論值（實際實驗的數(shù)值）存在差別．

解答 解：（1）力的合成遵循平行四邊形定則，力的圖示法可以表示出力的大小、方向和作用點，因而要表示出分力，必須先測量出其大小和方向，故步驟A中遺漏了方向；合力與分力是一種等效替代的關(guān)系，替代的前提是等效，實驗中合力與分力一定產(chǎn)生相同的形變效果，故步驟B中遺漏了使結(jié)點到達同樣的位置；
（2）A、為減小實驗過程中的偶然誤差，就要設(shè)法減小讀數(shù)誤差，兩個分力的大小不一定要相等，繩子的長短對分力大小和方向亦無影響，故A、B錯誤；
C、讀數(shù)時視線正對彈簧測力計的刻度能減小偶然誤差，故C正確；
D、兩個拉力的夾角過大，合力會過小，量取理論值時相對誤差變大，夾角太小，會導(dǎo)致作圖困難，也會增大偶然誤差，故D正確；
故選：CD．
（3）是F₁與F₂合成的理論值是通過平行四邊形定則算出的值，而實際值是單獨一個力拉O點的時的值，因此F是F₁與F₂合成的實際值，F(xiàn)′是F₁與F₂合成的理論值．
故答案為：（1）沒有記錄下兩細繩的方向，即F₁、F₂的方向；應(yīng)使細繩結(jié)點仍拉到操作A中的O點處；（2）CD；（3）F′

點評 本題涉及力的合成實驗的原理，要明確力的圖示法和力的作用效果；減小實驗的系統(tǒng)誤差要從實驗原理角度出發(fā)，減小偶然誤差主要要從讀數(shù)考慮！