Question

（1）“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為橡皮筋與細線的結(jié)點，OB和OC為細線．圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出力的圖示．

（a）做好實驗準備后，先用兩個彈簧秤把橡皮條的結(jié)點拉到某一位置O，此時需要記錄的是O點位置，______，______．
（b）某同學已作出F₁、F₂和實驗測量值F′的圖示，請在圖乙中作出F₁、F₂合力理論值F的圖示．
（c）圖乙中的F與F’兩力中，方向一定沿AO方向的是______．
（d）本實驗采用的科學方法是______．
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
（2）在驗證機械能守恒定律實驗中：
①關(guān)于本實驗的敘述中，正確的有______
A．需用天平測出重錘的質(zhì)量
B．驗證機械能是否守恒必須先確定重力勢能的參考平面
C．打點計時器用四節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組作為電源
D．打點計時器安裝時要使兩限孔位于同一豎直線上并安裝穩(wěn)定，以減少紙帶下落過程中的阻力
②驗證機械能是否守恒時，實驗中計算某一點的速度，甲同學用v=gt來計算，乙同學用v來計算．其中______同學的計算方法更符合實驗要求．
③本實驗中引起誤差的主要原因是______．
④丙同學按照正確的操作，紙帶如圖．其中O是起始點，A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的3個點．該同學用毫米刻度尺測量O到A、B、C各點的距離，并記錄在圖中（單位：cm）．
這三個數(shù)據(jù)中不符合讀數(shù)要求的是______，應記作______cm．重錘下落過程中的實際加速度a=______ m/s²．（結(jié)果保留二位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】分析：（1）本實驗的目的是要驗證平行四邊形定則，故應通過平行四邊形得出合力再與真實的合力進行比較；理解實驗的原理即可解答本題．
（2）實驗中若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的加速度．從功能關(guān)系的角度知道實驗存在的誤差．
解答：解：（1）（a）做好實驗準備后，先用兩個彈簧秤把橡皮條的結(jié)點拉到某一位置O，此時需要記錄的是O點位置，兩彈簧的讀數(shù)，兩細繩套的方向．
（b）某同學已作出F₁、F₂和實驗測量值F′的圖示，圖乙中作出F₁、F₂合力理論值F的圖示為：

（c）F₁與F₂合力的實驗值是指通過實驗得到值，即用一個彈簧拉繩套時測得的力的大小和方向，而理論值（實際值）是指通過平行四邊形得出的值，故F′是力F₁與F₂合力的實驗值，其方向一定沿AO方向．
（d）本實驗采用的科學方法是等效替代法，故選B．
（2）①A、因為我們是比較mgh、mv²的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平．故A錯誤．
B、驗證機械能守恒不需要先確定重力勢能的參考平面，故B錯誤
C、打點計時器使用交流電源，故C錯誤
D、打點計時器安裝時要使兩限孔位于同一豎直線上并安裝穩(wěn)定，以減少紙帶下落過程中的阻力，故D正確
故選D．
②在驗證機械能守恒的實驗中，由于存在阻力物體實際下落的加速度小于重力加速度，所以不應當用重力加速度g來表示某位置的速度，根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上點時小車的瞬時速度大小，所以乙同學的計算方法更符合實驗要求
③本實驗中引起誤差的主要原因是重錘下落過程中存在著阻力作用．
④毫米刻度尺測量長度，要求估讀即讀到最小刻度的下一位．這三個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是15.7，應記作15.70cm
根據(jù)△h=gT²
將△h=（15.70-12.42）-（12.42-9.51），
T=0.04s，帶入解得：g=9.3m/s²．
故答案為：（1）（a）兩彈簧的讀數(shù)；兩細繩套的方向
（b）如圖    （c）  F′
 （d）B
（2）①D     ②乙
③重錘下落過程中存在著阻力作用 
④15.7；15.70，9.3m/s²
點評：（1）本題屬于對實驗原理的直接考查，應準確掌握實驗的目的及實驗原理分析需要記錄的內(nèi)容，在學習絕不能死記硬背．（2）紙帶問題的處理時力學實驗中常見的問題，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的加速度．