Question

在“探究求合力的方法”實驗中，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繩．實驗時需兩次拉伸橡皮條：一次是用兩個彈簧測力計分別勾住繩套，并互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達某一位置O，實驗情況如圖1；另一次是用一個彈簧測力計通過細繩拉橡皮條．
（1）有關此實驗，下列說法正確的是

 

．
A．兩根細繩必須等長
B．兩次拉伸橡皮條，不需要將橡皮條結(jié)點拉到同一位置O點
C．用彈簧測力計拉細繩套時，應保持彈簧測力計與木板平行
D．把橡皮條的結(jié)點拉到O點時，兩彈簧測力計之間的夾角應取90°不變，以便算出合力的大小
（2）某次實驗中兩個彈簧測力計的拉力F₁、F₂己在圖2中畫出，圖中的方格每邊長度表示1N，O點是橡皮條的結(jié)點，請用兩個直角三角板嚴格作出合力F的圖示，并求出合力的大小為

 

N．
（3）如圖3所示，若先用互成銳角的兩個力F₁和F₂將橡皮條的結(jié)點拉到位置O，然后保持β角不變，逆時針緩慢轉(zhuǎn)動F₁使α角逐漸增大至90°，在此過程中，保持O點位置不動，則F₁和F₂的大小變化情況是

 

．
A．F₁直變大   B．F₁變小后變大    C．F₁一直變小     D．F₂先變大后變小

Answer 1

分析：（1）本實驗的目的是驗證力的平行四邊形定則，研究合力與分力的關系，而合力與分力是等效的．本實驗采用作合力與分力圖示的方法來驗證，根據(jù)實驗原理和方法來選擇．
（2）根據(jù)平行四邊形畫出合力來，然后根據(jù)題目給的“每格的邊長代表1N”來算出合力的大小．
（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、兩個繩子的長度沒有嚴格要求，略長一點即可，沒有必要等長，故A錯誤；
B、要保證兩個彈簧稱的拉力與一個彈簧稱的拉力效果相同，橡皮條要沿相同方向伸長量相同，則O點的位置應固定，故B錯誤；
C、本實驗是在水平面作力的圖示，為了減小誤差彈簧測力計必須保持與木板平行，讀數(shù)時視線要正對彈簧測力計的刻度，故C正確；
D、本實驗只要使兩次效果相同就行，兩個彈簧稱拉力的方向沒有限制．故D錯誤．
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，合力代表的長度為6個邊長，因此其合力大小為F=6.0N．
（3）點0受到三個拉力，處于平衡狀態(tài)，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，F(xiàn)₂拉力方向不變，F(xiàn)₁彈簧拉力方向和大小都改變．

逆時針緩慢轉(zhuǎn)動F₁使α角逐漸增大至90°的過程中，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錯誤．
故選：B．
故答案為：（1）C；（2）6.0；（3）B．

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．同時要通過原理即可分析實驗中的方法及誤差分析．本題是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．