Question

如圖所示，某小組同學利用DIS實驗裝置研究支架上力的分解A、B為兩個相同的雙向力傳感器，該型號傳感器在受到拉力時讀數為正，受到壓力時讀數為負．A連接質量不計的細繩，可沿固定的板做圓弧形移動．B固定不動，通過光滑鉸鏈連接長0.3m的桿．將細繩連接在桿右端O點構成支架．保持桿在水平方向，按如下步驟操作：
①測量繩子與水平桿的夾角∠AOB=θ
②對兩個傳感器進行調零
③用另一繩在O點懸掛在一個鉤碼，記錄兩個傳感器讀數
④取下鉤碼，移動傳感器A改變θ角
重復上述①②③④，得到圖示表格a．
（1）根據表格a，A傳感器對應的是表中力

 

（填“F₁”或“F₂”）．鉤碼質量為

 

kg（保留1位有效數字）．
（2）（單選題）本實驗中多次對傳感器進行調零，對此操作說明正確的是

 

A．因為事先忘記調零	B．何時調零對實驗結果沒有影響
C．為了消除橫桿自身重力對結果的影響	D．可以完全消除實驗的誤差

（3）某次操作中，有同學使用相同器材實驗，但將傳感器調零后再接上支架，其后按①③④步驟重復實驗，得到圖示表格b，則表格空缺處數據應接近

 

．
表格a

F1	1.001	0.580	…	1.002	…
F2	-0.868	-0.291	…	0.865	…
θ	30°	60°	…	150°	…

表格b

F1	1.103		…
F2	…	…	…
θ	30°	60°	…

Answer 1

分析：（1）傳感器在受到拉力時讀數為正，受到壓力時讀數為負，A傳感器讀數為正，故為拉力，相當于F₁，由節點O受力平衡，結合θ讀數，可得鉤碼質量
（2）橫桿自身重力會對實驗結果造成影響，故應多次調零
（3）設桿的自重為G，利用θ的兩個數值，結合鉤碼重力列方程解決問題

解答：解：（1）傳感器在受到拉力時讀數為正，A傳感器讀數為正，故為拉力，相當于F₁；當θ=30°時，由節點O受力平衡可得，豎直方向F₁sin30°=mg
故，m=

1.001× 1 2

10

kg=0.05kg
（2）橫桿自身重力會對實驗結果造成影響，故應多次調零，故選C
（3）設桿自重為G，由節點O受力平衡可得：
（1.103-G）sin30°=0.05×10
（F′₁-G）sin60°=0.05×10
解得：F′₁=0.637N
故答案為：（1）F₁，0.05   （2）C     （3）0.637（0.630～0.645之間均可）

點評：解題的關鍵是首先根據題意靈活選取研究對象，然后再進行受力分析，列出方程求解即可