Question

3．某同學(xué)利用如圖所示的裝置探究力的平行四邊形定則：豎直放置鋪有白紙的木板上固定有兩個(gè)輕質(zhì)小滑輪，細(xì)線AB和OC連接于O點(diǎn)，細(xì)線AB繞過(guò)兩滑輪，D、E是細(xì)線與滑輪的兩個(gè)接觸點(diǎn)．在細(xì)線末端A、B、C三處分別掛有不同數(shù)量的相同鉤碼，設(shè)所掛鉤碼數(shù)分別用N_l、N₂、N₃表示．掛上適當(dāng)數(shù)量的鉤碼，當(dāng)系統(tǒng)平衡時(shí)進(jìn)行相關(guān)記錄．改變所掛鉤碼的數(shù)量，重復(fù)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)．

（1）下列能滿(mǎn)足系統(tǒng)平衡的N_l、N₂、N₃的取值可能為：AC
（A）N₁=N₂=3，N₃=4      （B）N₁=N₂=3，N₃=6
（C） N₁=N₂=N₃=3           （D）N₁=3，N₂=4，N₃=8
（2）下列關(guān)于本實(shí)驗(yàn)操作的描述，正確的有：BC
（A）需要利用天平測(cè)出鉤碼的質(zhì)量
（B）∠EOD不宜過(guò)大
（C）兩滑輪的軸心不必處于同一條水平線上
（D）每次實(shí)驗(yàn)都應(yīng)使細(xì)線的結(jié)點(diǎn)O處于同一位置
（3）每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，需要記錄的項(xiàng)目有N_l、N₂、N₃的數(shù)值和OC、OD和OE三段細(xì)線的方向：
（4）該同學(xué)利用某次實(shí)驗(yàn)結(jié)果在白紙上繪制了如題圖所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理圖，則根據(jù)你對(duì)本實(shí)驗(yàn)的理解，拉力F_OD和F_OE的合力的測(cè)量值應(yīng)是圖中的F′（選填“F”或“F′”）．

Answer 1

分析 （1）兩頭掛有鉤碼的細(xì)繩跨過(guò)兩光滑的固定滑輪，另掛有鉤碼的細(xì)繩系于O點(diǎn)，由于鉤碼均相同，則鉤碼個(gè)數(shù)就代表力的大�。�所以O(shè)點(diǎn)受三個(gè)力處于平衡狀態(tài)，由平行四邊形定則可正確求解；
（2）明確實(shí)驗(yàn)原理，所采取的實(shí)驗(yàn)方法和措施為了減小實(shí)驗(yàn)誤差和便于操作；
（3）探究力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須作圖，所以要強(qiáng)調(diào)三力平衡的交點(diǎn)、力的大小（鉤碼的個(gè)數(shù)）與力的方向．
（4）理解通過(guò)力的平行四邊形定則得出的理論值與實(shí)驗(yàn)的實(shí)際值是存在差距的．

解答 解：（1）如圖所示：

對(duì)O點(diǎn)受力分析，OA、OB、OC分別表示三個(gè)力的大小，
由于三共點(diǎn)力處于平衡狀態(tài)，由平衡條件可知：OC=OH．因此三個(gè)力的大小構(gòu)成一個(gè)三角形．
A、以鉤碼的個(gè)數(shù)表示力的大小，則可以構(gòu)成三角形，故A正確；
B、以鉤碼的個(gè)數(shù)表示力的大小，則三力不能構(gòu)成等腰三角形，故B錯(cuò)誤；
C、以鉤碼的個(gè)數(shù)表示力的大小，則三力為邊構(gòu)成等邊三角形，故C正確；
D、以鉤碼的個(gè)數(shù)表示力的大小，則三力不能構(gòu)成三角形，故D錯(cuò)誤．故選：AC．
（2）A、用砝碼的個(gè)數(shù)可以代表拉力的大小，因此不需要測(cè)量砝碼的質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；
B、∠EOD若太大，導(dǎo)致其合力較小，增大了誤差，故∠EOD不宜過(guò)大，故B正確；
C、只要便于記錄通過(guò)滑輪的力的方向即可，兩滑輪的軸心不必處于同一條水平線上，故C正確；
D、該題應(yīng)用了物體的平衡來(lái)探究力的平行四邊形定則，不需要每次實(shí)驗(yàn)都使線的結(jié)點(diǎn)O處于同一位置，故D錯(cuò)誤．
故選：BC．
（3）為驗(yàn)證平行四邊形定則，必須作受力圖，所以先明確受力點(diǎn)，即標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O的位置，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(fā)，要記錄砝碼的個(gè)數(shù)和記錄OC、OD和OE三段細(xì)線的方向．
（4））本實(shí)驗(yàn)是要驗(yàn)證力的平行四邊形定則，故應(yīng)將由平行四邊形定則得出的合力，與真實(shí)的合力進(jìn)行比較而去判斷平行四邊形定則得出的結(jié)果是否正確，在實(shí)驗(yàn)中，實(shí)際合力一定與OC在同一直線上，由于誤差的存在，根據(jù)平行四邊形定則得出合力值（ 在平行四邊形的對(duì)角線上）與實(shí)驗(yàn)值不會(huì)完全重合的，拉力F_OD和F_OE的合力的測(cè)量值應(yīng)是圖中的F′．
故答案為：（1）AC；（2）BC；（3）OC、OD和OE三段細(xì)線的方向；（4）F′．

點(diǎn)評(píng) 掌握三力平衡的條件，理解平行四邊形定則，同時(shí)驗(yàn)證平行四邊形定則是從力的圖示角度去作圖分析，同時(shí)理解理論值和實(shí)際值的區(qū)別．