Question

Ⅰ、在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，先用一個彈簧秤拉橡皮條的另一端到某-點并記下該點的位置；再將橡皮條的另一端系兩根細繩，細繩的另一端都有繩套，用兩個彈簧秤分別勾住繩套，并互成角度地拉像皮條．
（1）某同學認為在此過程中必須注意以下幾項：
A．兩根細繩必須等長
B．橡皮條應與兩繩夾角的平分線在同一直線上
C．在使用彈簧秤時要注意使彈簧秤與木板平面平行
D．在用兩個彈簧秤同時拉細繩時要注意使兩個彈簧秤的讀數相等
E．在用兩個彈簧秤同時拉細繩時必須將橡皮條的另一端拉到用一個彈簧秤拉時記下的位置
其中正確的是

CE

．（填入相應的字母）
（2）在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細繩的結點，OB和OC為細繩．圖乙是在白紙上根據實驗結果畫出的圖．
①圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向是

F′

②本實驗采用的科學方法是

B

A．理想實驗法    B．等效替代法  C．控制變量法  D．建立物理模型法
Ⅱ、在“探究恒力做功與動能改變的關系”實驗中，某同學采用如圖甲所示的裝置的實驗方案，他想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，你認為在實驗中應該采取的兩項必要措施是：
a．

平衡摩擦力

；
b．

鉤碼的質量遠小于小車的總質量

．
c．以下是實驗過程中的一小步驟，正確的是

A

：
A．先通電源，再放紙帶B．先放紙帶，再通電源
d．如圖乙所示是某次實驗中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E、F是計數點，相鄰計數點間的時間間隔為T．距離如圖乙．則打C點時小車的速度表達式為（用題中所給物理量表示）

△x2+△x3

2T

．

Answer 1

分析：I、（1）在本實驗中為了減小實驗誤差，要求彈簧與木板平行，由于實驗中不可避免的產生誤差，因此兩彈簧的彈力合力不可能和一個彈簧時彈力方向一致，明確實驗原理即可正確解答本題；
（2）該實驗中合力的理論值是通過平行四邊形定則得出的，實際值是用一個彈簧秤拉橡皮筋時的拉力，其方向一定沿繩套方向；該實驗采用的是“等效替代”法．
II、小車在水平方向上受繩的拉力和摩擦力，想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；實驗要用勾碼的重力代替小車所受到的合力，故需對小車受力分析后，結合受力情況，設法改進實驗方法，找到使勾碼重力等于拉力的方法；由于受到恒力作用，小車做勻加速直線運動，可以根據平均速度等于中間時刻的瞬時速度的方法，求解打下C點時小車的速度．

解答：解：Ⅰ、（1）A、只要能記錄兩個力的方向即可，不需要兩根細繩必須等長，故A錯誤；
B、實驗時由于兩個力的大小不一定相同，所以橡皮條不一定在兩繩夾角的平分線在同一直線上，故B錯誤；
C、因為驗證力的實驗要求是比較精準的，操作過程中一但彈簧與木板摩擦，就產生了附加的力，一是不好分析了，二是計算不準確了，所以為保證實驗的精確性，彈簧就不能與木板接觸、摩擦，要求彈簧秤與木板平行，故C正確；
D、實驗過程中，兩個彈簧的示數不一定相等，故D錯誤；
E、該實驗采用了“等效替換”法，要求用一個力拉和用兩個力拉時的效果應相同，即必須將橡皮條拉至同一位置，故E正確．
故選CE．
（2）①該實驗中合力的理論值是通過平行四邊形定則得出的，實際值是用一個彈簧秤拉橡皮筋時的拉力，其方向一定沿繩套方向，故方向一定沿AO方向是F′．
故答案為：F′．
②根據實驗原理可知，該實驗中要求用一個力拉和用兩個力拉時的效果應相同，因此該實驗采用的是“等效替換”法，故ACD正確，B錯誤．
故選B．   
Ⅱ、a、實驗要探究合力做的功和小車速度的變化關系，而本實驗要用勾碼的重力代替小車所受到的合力，對小車受力分析，受到重力，拉力，支持力和摩擦力；
要使拉力近似等于合力，可將長木板一段墊高，使重力的下滑分量恰好等于摩擦力，因為中間還有滑輪與軸之間的摩擦阻力，故拉力近似等于合力，因此需要進行平衡摩擦力的操作．
故答案為：平衡摩擦力．
b、設繩子上拉力為F，對小車根據牛頓第二定律有：
F=Ma    ①
對砂桶和砂有：mg-F=ma   ②
F=

mgM

M+m

=

mg

1+ m M

，由此可知當M＞＞時，砂和砂桶的重力等于繩子的拉力．因此需要采取的兩項措施是：a．平衡摩擦力，b．鉤碼的質量遠小于小車的總質量．
故答案為：鉤碼的質量遠小于小車的總質量．     
c、為了使打點穩定后再進行實驗，同時為了提高紙帶的利用率，充分利用紙帶，實驗中要求，先接通電源打點，然后釋放小車，故A正確，B錯誤．
故選A．
d、根據勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，求解打下C點時小車的速度為：
v_C=

△x2+△x3

2T

，
故答案為：

△x2+△x3

2T

．

點評：無論什么類型的實驗題目，只要明確了實驗原理就找到了解決問題的突破口，因此明確實驗目的、實驗原理和實驗步驟是對實驗的基本要求，同學們要在實際實驗操作去理解實驗目的和實驗步驟，這樣才能對實驗有深刻的理解，同時加強基本物理規律在實驗中的應用．