Question

3．在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩．實(shí)驗(yàn)時(shí)需兩次拉伸橡皮條：一次是用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別勾住繩套，并互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O，實(shí)驗(yàn)情況如圖1；另一次是用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩拉橡皮條．
（1）有關(guān)此實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是C．
A．兩根細(xì)繩必須等長(zhǎng)
B．兩次拉伸橡皮條，不需要將橡皮條結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O點(diǎn)
C．用彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)繩套時(shí)，應(yīng)保持彈簧測(cè)力計(jì)與木板平行
D．把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)時(shí)，兩彈簧測(cè)力計(jì)之間的夾角應(yīng)取90°不變，以便算出合力的大小
（2）某次實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力、己在圖2中畫出，圖中的方格每邊長(zhǎng)度表示1N，O點(diǎn)是橡皮條的結(jié)點(diǎn)，請(qǐng)用兩個(gè)直角三角板嚴(yán)格作出合力F的圖示，并求出合力的大小為6.0N．
（3）如圖3所示，若先用互成銳角的兩個(gè)力和將橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到位置O，然后保持β角不變，逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)使α角逐漸增大至90°，在此過(guò)程中，保持O點(diǎn)位置不動(dòng)，則F₁和F₂的大小變化情況是B．
A．F₁一直變大
B．F₁先變小后變大
C．F₁一直變小
D．F₂先變大后變�。�

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證力的平行四邊形定則，研究合力與分力的關(guān)系，而合力與分力是等效的．本實(shí)驗(yàn)采用作合力與分力圖示的方法來(lái)驗(yàn)證，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和方法來(lái)選擇．
（2）根據(jù)平行四邊形畫出合力來(lái)，然后根據(jù)題目給的“每格的邊長(zhǎng)代表1N”來(lái)算出合力的大�。�
（3）點(diǎn)0受到三個(gè)拉力，處于平衡狀態(tài)，所以兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)O點(diǎn)拉力的合力一定不變，F(xiàn)₂彈簧拉力方向不變，F(xiàn)₁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、兩個(gè)繩子的長(zhǎng)度沒(méi)有嚴(yán)格要求，略長(zhǎng)一點(diǎn)即可，沒(méi)有必要等長(zhǎng)，故A錯(cuò)誤；
B、要保證兩個(gè)彈簧稱的拉力與一個(gè)彈簧稱的拉力效果相同，橡皮條要沿相同方向伸長(zhǎng)量相同，則O點(diǎn)的位置應(yīng)固定，故B錯(cuò)誤；
C、本實(shí)驗(yàn)是在水平面作力的圖示，為了減小誤差彈簧測(cè)力計(jì)必須保持與木板平行，讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的刻度，故C正確；
D、本實(shí)驗(yàn)只要使兩次效果相同就行，兩個(gè)彈簧稱拉力的方向沒(méi)有限制．故D錯(cuò)誤．
故選：C．
（2）根據(jù)平行四邊形定則，得出合力如下所示：

根據(jù)圖示可知，合力代表的長(zhǎng)度為6個(gè)邊長(zhǎng)，因此其合力大小為F=6.0N．
（3）點(diǎn)0受到三個(gè)拉力，處于平衡狀態(tài)，對(duì)點(diǎn)0受力分析，受到兩個(gè)彈簧的拉力和橡皮條的拉力，如圖，其中橡皮條長(zhǎng)度不變，其拉力大小不變，F(xiàn)₂拉力方向不變，F(xiàn)₁彈簧拉力方向和大小都改變．

逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)F₁使α角逐漸增大至90°的過(guò)程中，根據(jù)平行四邊形定則可以看出的F₁先變小后變大，F(xiàn)₂的讀數(shù)不斷變大；故B正確、ACD錯(cuò)誤．
故選：B．
故答案為：（1）C；（2）6.0；（3）B．

點(diǎn)評(píng) 本實(shí)驗(yàn)采用是等效替代的思維方法．實(shí)驗(yàn)中要保證一個(gè)合力與兩個(gè)分力效果相同，結(jié)點(diǎn)O的位置必須相同．同時(shí)要通過(guò)原理即可分析實(shí)驗(yàn)中的方法及誤差分析．本題是三力平衡問(wèn)題中的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題，關(guān)鍵受力分析后，作出示意圖，然后運(yùn)用力的平行四邊形定則進(jìn)行分析討論．