Question

（1）某同學做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗，主要步驟如下：
A．在桌面上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上；
B．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，細繩的另一端系著繩套；
C．將兩只彈簧測力計通過細繩互成角度地拉橡皮條，使繩與橡皮條的結點達到某一位置O，記下O點的位置，讀出兩個彈簧測力計的示數；
D．按選好的標度，用鉛筆和刻度尺作出兩個彈簧測力計的拉力F₁和F₂的圖示，并用平行四邊形定則作出合力F′；
E、用一個彈簧測力計，通過細繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測力計的示數，記下細繩的方向，按同一標度作出這個力F的圖示；
F．比較力F′與F的大小和方向．
上述步驟中：
①有重要遺漏內容的步驟序號中

C

和

E

；遺漏內容分別是

記下兩條細繩的方向

和

使橡皮條伸長到O點．

②若他將遺漏內容補上后，如圖（a）所示，是他利用坐標紙記下的橡皮筋結點位置O點及兩彈簧測力計拉力的大小，試在圖（a）中作出無實驗誤差情況下F₁和F₂的合力圖示，并用F′表示此力．
③圖（b）是甲和乙兩位同學分別做以上實驗時得到的結果，其中哪一個比較符合實驗事實？（力F是只用一只彈簧測力計拉時的圖示）

A

（填A或B）．

（2）①某同學用如圖所示裝置做“驗證牛頓第二定律”的實驗，若他在圖示狀態下開始做實驗，請指出圖中的主要錯誤是（至少寫兩項）：

應將電池改為交流電

、

沒有平衡摩擦力

．
②該同學要探究小車的加速度a和質量M的關系，應該保持

拉力F

；若該同學要探究加速度a和拉力F關系，應該保持

質量M

不變；
③他在實驗中得到如下圖所示紙帶，紙帶上的計數點用A、B、C、D、E表示．根據圖上數據，小車經過B點時的速度是

6.0×10^-2

m/s．（相鄰計數點間的時間間隔為0.1s）（計算結果保留兩位有效數字）

Answer 1

分析：（1）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，因此采用“等效法”，注意該實驗方法的應用；步驟C中只有記下兩條細繩的方向，才能確定兩個分力的方向，進一步才能根據平行四邊形定則求合力；步驟E中只有使結點到達同樣的位置O，才能表示兩種情況下力的作用效果相同．
（2）實驗時需要注意的問題我們可以結合實驗原理記憶，如為什么平衡摩擦力，小車的質量要遠遠大于重物的質量，需要選擇的儀器是什么等等．用控制變量法研究小車加速度與質量、拉力的關系，可以用平均速度代替瞬時速度．

解答：解：（1）①力的合成遵循平行四邊形定則，力的圖示法可以表示出力的大小、方向和作用點，因而要表示出分力，必修先測量出其大小和方向，故步驟C中遺漏了方向；合力與分力是一種等效替代的關系，替代的前提是等效，實驗中合力與分力一定產生相同的形變效果，故步驟E中遺漏了使結點到達同樣的位置；
②如圖所示：

③實驗中F′是由平行四邊形得出的，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，由于實驗過程不可 避免的存在誤差，因此理論值和實驗值存在一定的偏差，所以A比較符合實驗事實．
故選B
（2）①安裝儀器時我們需要注意：①平衡摩擦力，將木板一端墊高；②細線與木板平行，保證拉力在小車前進的方向上；③打點計時器需要用交流電源；④釋放小車時應讓小車從靠近計時器處釋放，在紙帶上打上盡量多的點；
故錯誤之處有：①應將電池改為交流電；②沒有平衡摩擦力；③小車應靠近打點計時器端；④左端連接的細線應與木板平行
②該實驗用控制變量法研究小車加速度與質量、拉力的關系，所以探究小車的加速度a和質量M的關系，應該保持拉力F不變，探究加速度a和拉力F關系，應該保持質量M不變；
③用平均速度代替瞬時速度得：vB=

xAC

2T

=

0.15-0.03

0.02

=6.0×10-2m/s
故答案為：（1）①C、E、記下兩條細繩的方向，使橡皮條伸長到O點．②如圖所示；③A；（2）應將電池改為交流電；沒有平衡摩擦力；②拉力F；質量M③6.0×10^-2

點評：對于實驗問題一定要明確實驗原理，了解具體操作的含義，通過原理分析實驗中的方法及誤差分析．