Question

某同學(xué)做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)．
（1）主要步驟如下：
A．用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn)，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套；
B．將兩只彈簧測(cè)力計(jì)通過細(xì)繩互成角度地拉橡皮條，使繩與橡皮條的結(jié)點(diǎn)達(dá)到某一位置O，記下O點(diǎn)的位置和

兩個(gè)細(xì)繩的方向

，讀出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；
C．按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F₁和F₂的圖示，并根據(jù)

平行四邊形定則

作出合力F′；
D．用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)

拉到位置O

，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個(gè)力F的圖示；
E．比較力F′與F的大小和方向．
（2）如圖是利用坐標(biāo)紙記下的橡皮筋結(jié)點(diǎn)位置O點(diǎn)及兩彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小，試在圖（a）中作出無實(shí)驗(yàn)誤差情況下F₁和F₂的合力圖示，并用F′表示此力．
（3）圖（b）是甲和乙兩位同學(xué)分別做以上實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果，其中哪一個(gè)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)？（力F是只用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)的圖示）

甲

（填“甲”或“乙”）．

Answer 1

分析：（1）本實(shí)驗(yàn)中采用了兩個(gè)力合力與一個(gè)力效果相同來驗(yàn)證的平行四邊形定則，即采用“等效法”，注意該實(shí)驗(yàn)方法的應(yīng)用；步驟B中只有記下兩條細(xì)繩的方向，才能確定兩個(gè)分力的方向，進(jìn)一步才能根據(jù)平行四邊形定則求合力；步驟D中只有使結(jié)點(diǎn)到達(dá)同樣的位置O，才能表示兩種情況下力的作用效果相同．
（2）根據(jù)平行四邊形定則作出合力．
（3）用一個(gè)彈簧拉橡皮筋時(shí)的力為實(shí)際值，實(shí)際值一定是沿著橡皮筋方向的．

解答：解：（1）力的圖示法可以表示出力的大小、方向和作用點(diǎn)，因而要表示出分力，必須先測(cè)量出其大小和方向，故步驟B中還需要記下兩細(xì)繩的方向；
作好力的圖示后根據(jù)平行四邊形定則作出合理F′；
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(shí)驗(yàn)中合力與分力一定產(chǎn)生相同的形變效果，故步驟D中應(yīng)使結(jié)點(diǎn)到達(dá)同樣的位置O；
（2）根據(jù)平行四邊形定則作出合力F′如圖所示：

（3）實(shí)驗(yàn)中F′是由平行四邊形得出的，而F是通過實(shí)驗(yàn)方法得出的，其方向一定與橡皮筋的方向相同，而由于實(shí)驗(yàn)過程不可避免的存在誤差，因此理論值F′的方向與豎直方向總要有一定夾角，所以甲比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)．
故答案為：（1）兩細(xì)繩的方向；平行四邊形定則；拉到位置O，（2）如圖（3）甲．

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于實(shí)驗(yàn)問題一定要明確實(shí)驗(yàn)原理，了解具體操作的含義，通過原理分析實(shí)驗(yàn)中的方法及誤差分析．