Question

某學習小組在“探究力的平行四邊形定則”的實驗中．

（1）其中的兩個實驗步驟分別是：
A．在水平放置的方木板上固定一張白紙，用圖釘把橡皮條的一端固定在方木板上，另一端拴上兩個繩套，通過細繩同時用兩個彈簧測力計（彈簧測力計與方木板平面平行）互成角度地拉橡皮條，使它與細繩的結點到達某一位置O點，在白紙上用鉛筆記下O點的位置和讀出兩個彈簧測力計的示數F₁和F₂．
B．只用一只彈簧測力計，通過細繩拉橡皮條，使它的伸長量與兩個彈簧測力計拉時相同，讀出此時彈簧測力計的示數F′和記下細繩的方向．
請指出以上步驟中的錯誤或疏漏：
A中是

沒有記錄兩拉力的方向

．
B中是

沒有說明要把結點拉至O點

．
（2）該學習小組糾正了（1）中的問題后，某次實驗中兩個彈簧測力計的拉力F₁、F₂已在圖1中畫出，圖中的方格每邊長度表示2N，O點是橡皮條的結點，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

14.1（或10

2

）

 N．
（3）圖2乙是馬詩雨同學在白紙上根據實驗結果作出的力的示意圖，F 和F′中

F

是F₁和F₂合力的實際測量值．

Answer 1

分析：（1）步驟A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B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）根據F₁、F₂作出平行四邊形，對角線表示合力，根據幾何關系可以求出合力大�。�
（3）該實驗采用了“等效法”，由于實驗誤差的存在，導致F₁與F₂合成的實際值與與理論值存在差別．

解答：解：（1）本實驗為了驗證力的平行四邊形定則，采用的方法是作力的圖示法，作出合力和理論值和實際值，然后進行比較，得出結果．所以，實驗時，除記錄彈簧秤的示數外，還要記下兩條細繩的方向，以便確定兩個拉力的方向，這樣才能作出拉力的圖示．步驟A中未記下兩條細繩的方向；步驟B中未說明把橡皮條的結點拉到位置O．
（2）以F₁、F₂為臨邊，作出平行四邊形，如下圖所示：

對角線表示合力，則F_合=

(2×7)2+22

N=10

2

N≈14.1N
（3）本實驗采用了“等效法”，F₁與F₂的合力的實際值測量值為一個彈簧拉繩套時的彈簧的彈力大小和方向，而理論值是通過平行四邊形定則得到的值，在平行四邊形的對角線上，所以F′是F₁和F₂的合力的理論值，F是F₁和F₂的合力的實際測量值．
故答案為（1）A中是：沒有記錄兩拉力的方向，B中是：沒有說明要把結點拉至O點，（2）見上圖，14.1（或 10

2

），（3）F．

點評：本實驗關鍵理解實驗原理，根據實驗原理分析實驗步驟中有無遺漏或缺陷，因此掌握實驗原理是解決實驗問題的關鍵．