Question

利用如圖所示的裝置可以探究合力與分力的關系：在豎直木板上鋪有白紙，固定兩個光滑的滑輪A和B，將繩子打一個結點0，每個鉤碼的重量相等，當系統達到平衡時，根據鉤碼個數讀出三根繩子OA、OB、OC拉力的大小分別為F₁、F₂和F₃，回答下列問題：
（1）改變鉤碼個數，實驗能完成的是______．
A．鉤碼的個數N₁=N₂=2，N3=5
B．鉤碼的個數N₁=N₂=3，N3=4
C．鉤碼的個數N₁=N₂=N₃=4
D．鉤碼的個數N₁=4，N₂=5，N₃=
（2）在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個步驟是______．
A．標記結點O的位置，并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向
B．量出OA、OB、OC三段繩子的長度
C．用量角器量出三根繩子之間的夾角
D．用天平測出鉤碼的質量
（3）在作圖時，某組同學以表示F₁、F₂的線段為鄰邊做平行四邊形得到F_合，并在圖中畫出表示豎直方向的虛線，你認為圖中圖______　 是正確的．（填“甲”或“乙”）

Answer 1

解：（1）對O點受力分析

OA OB OC分別表示三個力的大小，由于三共點力處于平衡，所以0C等于OD．因此三個力的大小構成一個三角形．
A、以鉤碼的個數表示力的大小，由于兩邊之和小于第三邊，則不能構成三角形，故A錯誤；
B、以鉤碼的個數表示力的大小，則三力為邊構成等腰三角形，故B正確；
C、以鉤碼的個數表示力的大小，則三力為邊構成等邊三角形，故C正確
D、以鉤碼的個數表示力的大小，滿足兩邊之和大于第三邊，兩邊只差小于第三邊，故可以構成三角形，故D正確．
故選BCD．
（2）為驗證平行四邊形定則，必須通過作受力圖．所以先明確受力點，其次要作出力的方向并讀出力的大小，最后作出力的圖示．因此要做好記錄，是從力的三要素角度出發，需要記錄O點位置，OA、OB、OC三段繩子拉力的大小與方向，故A正確，BCD錯誤．
故選A．
（3）本實驗是要驗證力的平行四邊形定則，故應將由平行四邊形定則得出的合力，與真實的合力進行比較而去判斷平行四邊形定則得出的結果是否正確，在實驗中，實際合力一定與AO在同一直線上，由于誤差的存在，根據平行四邊形定則得出合力理論值與實驗值不會完全重合的，故甲圖正確．
故答案為：甲．
分析：（1）兩頭掛有鉤碼的細繩跨過兩光滑的固定滑輪，另掛有鉤碼的細繩系于O點（如圖所示），由于鉤碼均相同，則鉤碼個數就代表力的大小，所以O點受三個力處于平衡狀態，由平行四邊形定則可知：三角形的三個邊為三個力的大小；
（2）為驗證平行四邊形，必須作圖，所以要強調三力平衡的交點、力的大小（鉤碼的個數）與力的方向；
（3）理解通過力的平行四邊形定則得出的理論值與實驗的實際值是存在差距的．
點評：掌握三力平衡的條件，理解平行四邊形定則，同時驗證平行四邊形定則是從力的圖示角度去作圖分析，同時理解理論值和實際值的區別．