Question

【題目】某探究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗，將畫有坐標軸（橫軸為x軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1 mm）的紙貼在水平桌面上，如圖（a）所示。將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點（位于圖示部分之外），另一端P位于y軸上的A點時，橡皮筋處于原長。

（1）用一只測力計將橡皮筋的P端沿y軸從A點拉至坐標原點O，此時拉力F的大小可由測力計讀出。測力計的示數如圖（b）所示，F的大小為_______N。

（2）撤去（1）中的拉力，橡皮筋P端回到A點；現使用兩個測力計同時拉橡皮筋，再次將P端拉至O點。此時觀察到兩個拉力分別沿圖（a）中兩條虛線所示的方向，由測力計的示數讀出兩個拉力的大小分別為F1=4.2 N和F2=5.6 N。

（i）用5 mm長度的線段表示1 N的力，以O為作用點，在圖（a）中畫出力F1、F2的圖示，然后按平形四邊形定則畫出它們的合力F合；

（ii）F合的大小為_______N，F合與拉力F的夾角的正切值為________。

若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實驗所允許的誤差范圍之內，則該實驗驗證了力的平行四邊形定則。

Answer 1

【答案】（1）4.0 （2）（i）如圖 （ii）4.0 0.05

【解析】（1）由圖可知，F的大小為4.0 N。

（2）作力F1、F2的圖示，作出合力F合，F合長為20 mm，所以F合大小為4.0 N，F合與拉力F的夾角的正切值為0.05。