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试验三 验证力的平行四边形定则
1．(多选)在“验证力的平行四边形定则”试验中，某同学把铺有白纸的木板竖直放置，两弹簧测力计用钉子固定住顶端，钩码挂在绳套上，结点为O，如图所示，以下说法中正确的是( )
A．结点O与弹簧测力计的挂钩之间的绳子要求适当的长一些，以便更好地确定两个分力的方向，从而减小试验误差
B．弹簧测力计的重力是造成试验误差的缘由之一
C．试验过程中必需登记结点O的位置
D．本试验中，必需知道钩码所受的重力
E．可以转变钩码的个数，更换白纸，进行多次测量
答案：ADE 解析：解答本题的关键是弄清楚试验的原理——“等效替代”，这里的试验方案跟教材的有所区分，不需要记录O点的位置，由于一次试验操作即可得到全部数据，C错误；两弹簧测力计的合力等于钩码的重力，钩码重力必需有，可以直接读出或用弹簧测力计测量，而后作出结点O的受力分析图示即可验证力的平行四边形定则，D正确；由于弹簧测力计竖直悬挂在上面，其自重对试验无影响，B错误；为了更好地确定两个分力的方向，结点O与弹簧测力计的挂钩之间的绳子要适当长一些，A正确；试验中，多次测量，可以减小误差，使试验结果更精确 ，E正确．
2．(2021·长沙模拟)某同学做“验证力的平行四边形定则”的试验状况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上依据试验结果画出的图．
(1)假如没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向肯定沿AO方向的是________．
(2)本试验接受的科学方法是________．
A．抱负试验法 B．等效替代法
C．把握变量法 D．建立物理模型法
(3)试验时，主要的步骤是：
A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；
E．只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，登记细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；
F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．
上述步骤中：①有重要遗漏的步骤的序号是________和________；
②遗漏的内容分别是___________________________和____________________．
答案：(1)F′ (2)B (3)①C E ②C中应加上“登记两条细绳的方向” E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O”
解析：(1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力肯定沿AO方向；而依据平行四边形定则作出的合力，由于误差的存在；不肯定沿AO方向，故肯定沿AO方向的是F′.
(2)一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，它们的作用效果可以等效替代，故B正确．
(3)①依据“验证力的平行四边形定则”试验的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E.
②在C中未登记两条细绳的方向，E中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置O.
3．(2021·江苏盐城调研)某同学用如图所示的试验装置来验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向．
(1)本试验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N.
(2)下列不必要的试验要求是________．(请填写选项前对应的字母)
A．应测量重物M所受的重力
B．弹簧测力计应在使用前校零
C．拉线方向应与木板平面平行
D．转变拉力，进行多次试验，每次都要使O点静止在同一位置
(3)某次试验中，该同学发觉弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，下列解决方法不行行的是________．
A．转变弹簧测力计B拉力的大小
B．减小重物M的质量
C．将A更换成量程较小的弹簧测力计
D．转变弹簧测力计B拉力的方向
答案：(1)3.6 (2)D (3)C
解析：(1)弹簧测力计读数，每1 N被分成5格，则1格就等于0.2 N．图中指针落在3 N到4 N之间的第3格处，所以为 3.6 N.
(2)试验通过作出三个力的图示来验证“力的平行四边形定则”，因此重物的重力必需要知道，故A项需要；弹簧测力计用来测出力的大小，所以要精确 ，必需在测之前校零，故B项需要；拉线方向必需与木板平面平行，这样才确保力的大小的精确 性，故C项需要；当结点O位置确定时，弹簧测力计A的示数也确定，由于重物的重力已确定，两力大小与方向均肯定，因此弹簧测力计B的大小与方向也肯定，所以不需要转变拉力多次试验，故D项不需要．
(3)当弹簧测力计A超出其量程，则说明弹簧测力计B与重物这两根细线的力的合力已偏大．又由于挂重物的细线力的方向已确定，所以要么减小重物的重量，要么转变测力计B拉细线的方向或转变弹簧测力计B拉力的大小，从而使测力计A不超出量程．故C不行行．
4.如图所示，某试验小组同学利用DIS试验装置争辩支架上力的分解．A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负．A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动．B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3 m的杆．将细绳连接在杆右端O点构成支架．保持杆在水平方向，按如下步骤操作：
①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ
②对两个传感器进行调零
③用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数
④取下钩码，移动传感器A转变θ角
重复上述试验步骤，得到表格.
F1/N
1.001
0.580
…
1.002
…
F2/N
－0.868
－0.291
…
0.865
…
θ
30°
60°
…
150°
…
(1)依据表格数据，A传感器对应的是表中力________(填“F1”或“F2”)，钩码质量为________ kg.(保留一位有效数字)
(2)本试验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是( )
A．由于事先遗忘调零
B．何时调零对试验结果没有影响
C．为了消退横杆自身重力对结果的影响
D．可以完全消退试验的误差
答案：(1)F1 0.05 (2)C
解析：(1)A传感器中的力均为正值，故A传感器对应的是表中力F1，平衡时，mg＝F1sin θ，当θ＝30°时，F1＝1.001 N，可求得m＝0.05 kg.
(2)在挂钩码之前，对传感器进行调零，目的是为了消退横杆自身重力对结果的影响，故C正确．
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