Question

在“探究力的平行四邊形定則”的實驗中，用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端拴上兩條細繩，細繩另一端系著繩套B、C（用來連接彈簧測力計）．其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細繩的結點，OB和OC為細繩．圖乙是在白紙上根據實驗結果畫出的圖．
（1）圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是______．
（2）在實驗中，如果只將細繩換成橡皮筋，其它步驟沒有改變，那么實驗結果是否發生變化？答：______．（選填“變”或“不變”）
（3）本實驗采用的科學方法是______．
A．理想實驗法　　　　　　 B．等效替代法
C．控制變量法　　　　　　 D．建立物理模型法
（4）某同學在家中用三根相同的橡皮筋（遵循胡克定律）來探究合力的方法，如圖所示，三根橡皮筋在O點相互連接，拉長后三個端點用圖釘固定在A、B、C三點．在實驗中，可以通過刻度尺測量橡皮筋的長度來得到橡皮筋的拉力大小，并通過OA、OB、OC的方向確定三個拉力的方向，從而探究求其中任意兩個拉力的合力的方法．在實驗過程中，下列說法正確的是______
A．只需要測量橡皮筋的長度，不需要測出橡皮筋的原長
B．為減小誤差，應選擇勁度系數盡量大的橡皮筋
C．多次實驗中即使O點不固定，也可以探究求合力的方法
D． 以OB、OC為兩鄰邊作平行四邊形，其對角線一定與OA在一條直線上且長度相等．

Answer 1

解：（1）實驗中F是由平行四邊形得出的，故存在一定的偏差；而F′是通過實驗方法得出的，其方向一定與橡皮筋的方向相同，故答案為F′．
（2）在實驗中細線是否伸縮對實驗結果沒有影響，故換成橡皮筋可以同樣完成實驗，故實驗結果不變；
故答案為：不變；
（3）實驗中兩次要求效果相同，故實驗采用了等效替代的方法，故選B．
（4）A、實驗中是利用了三力平衡的方法得出平行四邊形定則，即任意二力之和與第三力大小相等，方向相反，故應利用胡克定律求出彈簧的彈力，應先測量原長，再測后來的長度，故A錯誤；
B、為了更準確地找出拉力的方向，橡皮筋應盡量長一些，即可以選勁度系數小一點的，故B錯誤；
C、因實驗中的處理方法和結點O無關，故O點不固定也可以得出正確結果，故C正確；
D、因實驗中存在誤差，故作圖后，很可能兩力的合力與第三力的方向存在偏角，故D錯誤；
故選C．
分析：（1）在實驗中F和F′分別由平行四邊形定則及實驗得出，由實驗的原理可知一定沿AO方向的力；
（2）在實驗中注意細線的作用是提供拉力，采用橡皮筋同樣可以做到；
（3）本實驗中采用了兩個力合力與一個力效果相同來驗證的平行四邊形定則；
（4）本問為創新題型，通過分析實驗中的原理可以得出實驗采用的方法，則可以得出正確選項．
點評：在解決設計性實驗時，一定先要通過分析題意找出實驗的原理，通過原理即可分析實驗中的方法及誤差分析．