Question

【題目】某同學通過下述實驗驗證力的平行四邊形定則．

實驗步驟：

①將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上，使其軸線沿豎直方向．

②如圖甲所示，將環形橡皮筋一端掛在彈簧秤的秤鉤上，另一端用圓珠筆尖豎直向下拉，直到彈簧秤示數為某一設定值時，將橡皮筋兩端的位置標記為O1、O2，記錄彈簧秤的示數F，測量并記錄O1、O2間的距離(即橡皮筋的長度l)．每次將彈簧秤示數改變0.50 N，測出所對應的l，部分數據如下表所示：

F/N	0	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50
l/cm	l0	10.97	12.02	13.00	13.98	15.05

③找出②中F＝2.50 N時橡皮筋兩端的位置，重新標記為O、O′，橡皮筋的拉力記為FOO′.

④在秤鉤上涂抹少許潤滑油，將橡皮筋搭在秤鉤上，如圖乙所示．用兩圓珠筆尖成適當角度同時拉橡皮筋的兩端，使秤鉤的下端達到O點，將兩筆尖的位置標記為A、B，橡皮筋OA段的拉力記為FOA，OB段的拉力記為FOB.

完成下列作圖和填空：

(1)利用表中數據在給出的坐標紙上畫出F－l圖線，根據圖線求得l0＝________cm.

(2)測得OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，則FOA的大小為________N.

(3)根據給出的標度，在圖中作出FOA和FOB的合力F′的圖示．

(4)通過比較F′與________的大小和方向，即可得出實驗結論．

Answer 1

【答案】(1)如圖甲所示 10.0(9.8、9.9、10.1均正確)

(2)1.80(1.70～1.90均正確)

(3)如圖乙所示

(4)FOO′

【解析】(1)在坐標系中描點，用平滑的曲線(直線)將各點連接起來，不在直線上的點均勻分布在直線的兩側．如圖甲所示，由圖線可知與橫軸的交點l0＝10.0 cm.

(2)橡皮筋的長度l＝OA＋OB＝13.60 cm，由圖甲可得F＝1.80 N，所以FOA＝FOB＝F＝1.80 N.

(3)利用給出的標度作出FOA和FOB的圖示，然后以FOA和FOB為鄰邊作平行四邊形，對角線即為合力F′，如圖乙．

(4)FOO′的作用效果和FOA、FOB兩個力的作用效果相同，F′是FOA、FOB兩個力的合力，所以只要比較F′和FOO′的大小和方向，即可得出實驗結論．