Question

4．“驗證力的平行四邊形定則”的實驗可以用橡皮條、彈簧秤、細繩套等器材完成，回答下面的問題：

（1）實驗中，需要兩次拉伸橡皮條：第一次是通過細繩用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮條，第二次是用一個彈簧秤通過細繩拉橡皮條．關于這兩次拉伸，下列說法中正確的是BC；
A．兩次拉伸只要求將橡皮條拉到相同的長度即可
B．兩次必須將橡皮條和細繩的結(jié)點拉到相同位置
C．兩次拉伸時都應同時記下彈簧秤的讀數(shù)和細繩伸長的方向
D．為減小實驗誤差，用一個彈簧秤拉時應盡量把橡皮條往之前兩彈簧秤拉力的對角線方向拉
（2）某同學的實驗結(jié)果如圖（a）所示，圖中F′是力F₁與F₂合力的實驗值，通過比較F和F′來驗證平行四邊形定則；
（3）實驗中，橡皮條的一端固定，另一端被A、B兩只彈簧測力計拉伸至O點，F(xiàn)₁、F₂分別表示A、B兩只彈簧測力計的讀數(shù)，如圖（b）所示．使彈簧測力計B從圖示位置開始順時針緩慢轉(zhuǎn)動至和A成90°角，在這一過程中保持O點和彈簧測力計A的拉伸方向不變，則在整個過程中兩彈簧測力計的讀數(shù)F₁、F₂的變化是A
A．F₁減小，F(xiàn)₂減小                 B．F₁減小，F(xiàn)₂增大
C．F₁減小，F(xiàn)₂先增大后減小         D．F₁減小，F(xiàn)₂先減小后增大．

Answer 1

分析 1、根據(jù)實驗操作過程是紙面上，力的圖示也畫在白紙上，分析對彈簧秤、細繩、橡皮條的要求，從數(shù)學、作圖等角度上考慮如何減小誤差；
2、F₁與F₂合成的理論值是由平行四邊形定則作圖得到的，由于誤差可能不與OA共線；而F₁與F₂合成的實際值一定與OA共線（二力平衡），明確理論值和實際值的區(qū)別即可正確解答；
3、點0受到三個拉力，處于平衡狀態(tài)，所以兩個彈簧測力計對O點拉力的合力一定PO方向，根據(jù)三角形幾何關系可以判斷合力與F₁的關系，
其中橡皮條長度不變，其拉力大小不變，OA彈簧拉力方向不變，OB彈簧拉力方向和大小都改變，根據(jù)平行四邊形定則作圖分析即可．．

解答 解：（1）A．在該實驗中要求每次拉橡皮筋的時要使橡皮筋形變的長度和方向都相同，即要到同一位置，這樣兩次的效果帶等效，故A錯誤，B正確；
C．兩次拉伸時都應同時記下彈簧秤的讀數(shù)和細繩伸長的方向，便于作出平行四邊形，故C正確；
D．用一個彈簧秤拉時應與AO方向一致，不沿對角線方向，故D錯誤；
故選：BC．
（2）圖a中的F是力F₁和F₂的合力的理論值；F′是力F₁和F₂的合力的實際測量值．
（3）點0受到三個拉力，處于平衡狀態(tài)，所以兩個彈簧測力計對O點拉力的合力一定PO方向，根據(jù)三角形幾何關系可知，合力作為直角三角形的直角邊，而
F₁作為斜邊，所以合力一定小于F₁；
對點0受力分析，受到兩個彈簧的拉力和橡皮條的拉力，如圖，其中橡皮條長度不變，其拉力大小不變，OA彈簧拉力方向不變，OB彈簧拉力方向和大小都改變

使彈簧測力計B從圖示位置開始順時針緩慢轉(zhuǎn)動至和A成90°角的過程中，根據(jù)平行四邊形定則可以看出的F₂變小，F(xiàn)₁的讀數(shù)不斷變��；
故選：A．
故答案為：（1）BC
（2）F′
（3）A

點評 本實驗采用是等效替代的思維方法．實驗中要保證一個合力與兩個分力效果相同，結(jié)點O的位置必須相同．關于三力平衡問題中的動態(tài)分析問題，關鍵受力分析后，作出示意圖，然后運用力的平行四邊形定則進行分析討論．