Question

15．如圖甲所示，在豎直平面內(nèi)，將小圓環(huán)掛在橡皮條下端，橡皮條長度為GE．用兩根彈簧測力計拉動小圓環(huán)到O點(diǎn)，小圓環(huán)受到作用力F₁、F₂和橡皮條的拉力F₀，如圖乙所示．

（1）如圖乙，此時要記錄下拉力F₁、F₂的大小，并在白紙上作出拉力F₁、F₂的方向，以及O點(diǎn)的位置；
（2）實(shí)驗(yàn)中，不必要的是AD；
A．選用輕質(zhì)小圓環(huán)
B．彈簧測力計在使用前應(yīng)校零
C．撤去F₁、F₂，改用一個力拉住小圓環(huán)，仍使它處于O點(diǎn)
D．用兩根彈簧測力計拉動小圓環(huán)時，要保持兩彈簧測力計相互垂直
（3）圖丙中F′是用一個彈簧測力計拉小圓環(huán)時，在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖示．F與F′中，方向一定沿GO方向的是F′．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，在實(shí)驗(yàn)中需要記錄拉力的大小和方向，以便根據(jù)兩個分力的大小和方向做平行四邊形．
（2）明確該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理以及實(shí)驗(yàn)步驟，操作過程的注意事項(xiàng)以及產(chǎn)生誤差原因等，如該實(shí)驗(yàn)采用了“等效替代”法，要求兩次橡皮筋的形變大小和方向相同，拉彈簧時兩力的大小可以適當(dāng)大些，夾角大小合適，并非要求為直角等．
（3）驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)原理是：理論值與實(shí)際值的對比．合力的理論值使用作圖法，需要記錄兩分力的大小和方向；實(shí)際值的測量則使用等效替代，需要測量結(jié)點(diǎn)O的位置及力的大�。�另外實(shí)際值與測量值比較方法，是在同一點(diǎn)作出兩力的圖示，比較是否近似重合．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)用了等效替代法，要使兩次拉橡皮條的效果相同，所以需要記錄O點(diǎn)位置，且需要根據(jù)力F₁、F₂的大小和方向做出平行四邊形，求出合力與一個彈簧拉橡皮筋時拉力F進(jìn)行比較，因此需要記錄拉力F₁、F₂的大小和方向；
（2）A、小圓環(huán)的作用是通過彈簧拉橡皮筋，不需要輕質(zhì)的，只要正確確定開始位置即可，故A不需要；
B、彈簧測力計是測出力的大小，所以要準(zhǔn)確必須在測之前校零．故B項(xiàng)需要；
C、該實(shí)驗(yàn)采用“等效替代”法，因此兩次拉橡皮筋要到同一位置，故C需要；
D、用兩根彈簧測力計拉動小圓環(huán)時，量彈簧夾角適當(dāng)，便于做平行四邊形，便于減小誤差即可，并非要求兩彈簧測力計相互垂直，故D不需要．
故不需要的為：AD．
（3）實(shí)際測量的合力應(yīng)與橡皮筋在同一條直線上，即F′與橡皮筋在同一條直線上，由平行四邊形定則作出的為理論值與實(shí)際值有一定的偏差，即由平行四邊形定則作出的為F．
故答案為：（1）拉力F₁、F₂的方向；O點(diǎn)的位置；（2）AD；（3）F′．

點(diǎn)評 通過作出力的圖示來驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”，要明確實(shí)驗(yàn)原理，理解“等效替代”的含義，重點(diǎn)是如何準(zhǔn)確作出力的圖示．