Question

Ⅰ、如圖1甲所示，在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，某同學進行實驗的主要步驟是：將橡皮筋的一端固定在木板上的A點，另一端拴上兩根繩套，每根繩套分別連著一個彈簧測力計．沿著兩個方向拉彈簧測力計，將橡皮筋的活動端拉到某一位置，將該位置標記為O點，讀取此時彈簧測力計的示數，分別記錄為F₁、F₂，并用筆在兩繩的拉力方向上分別標記a、b兩點，分別將其與O點連接，表示兩力的方向．再用一個彈簧測力計將橡皮筋的活動端仍拉至O點，記錄其拉力F的大小并用上述方法記錄其方向．

（1）用一個彈簧測力計將橡皮筋的活動端仍拉至O點，這樣做的目的是

與F₁、F₂共同作用的效果相同

．
（2）這位同學在實驗中確定分力方向時，圖1甲所示的a點標記得不妥，其原因是

O、a兩點太近，誤差大

．
（3）圖1乙是在白紙上根據實驗結果作出的力的圖示，其中

F

是F₁和F₂合力的實際測量值．
Ⅱ、“探究彈力和彈簧伸長量的關系”的實驗中，選用的螺旋彈簧如圖2甲所示．
（1）將彈簧的上端O點固定懸吊在鐵架臺上，旁邊置一刻度尺，刻度尺的零刻線跟O點對齊，在彈簧的下端A處做一標記（如固定一個指針）．在彈簧下端的掛鉤上掛上鉤碼（每個鉤碼的質量都是50g），指針在刻度尺上指示的刻度為x．逐個增加所掛鉤碼的個數，刻度x隨掛鉤上的鉤碼的重量F而變化，幾次實驗測得相應的 F、x各點已描繪在圖2乙中．由圖象得出彈簧的勁度系數k_A=

32

N/m．（結果取兩位有效數字）；此彈簧的彈力大小F跟彈簧伸長量△x的關系是

F=32△x

．
（2）如果將指針固定在A點的下方P處，再作出x隨F變化的圖象，得出彈簧的勁度系數與k_A相比，可能是

B

A．大于k_A B．等于k_A C．小于k_A       D．無法確定
（3）如果將指針固定在A點的上方Q處，再作出x隨F變化的圖象，得出彈簧的勁度系數與k_A相比，可能是

A

A．大于k_A B．等于k_A       C．小于k_A D．無法確定．

Answer 1

分析：Ⅰ、驗證力的平行四邊形定則的實驗中需要我們讓兩次拉時的效果相同，且需要記錄下拉力的大小及方向；分析兩個合力的來源可知實驗值及真實值；在找出力的方向時，應使兩點距離大一些，這樣可以減小誤差．
Ⅱ、根據胡克定律在彈簧的彈性限度內，彈力的大小與彈簧的形變量成正比，所以每掛一個鉤碼拉力增加量相同，彈簧的增加的長度也相同；作圖過程中根據胡克定律在彈簧的彈性限度內，彈力的大小與彈簧的形變量成正比，可知畫出彈簧彈力F與其伸長量x間關系的F-x圖象應為一條傾斜直線．根據F-x圖象解斜率即可得到勁度系數．

解答：解：Ⅰ、（1）兩次拉到同一位置可以保證前后兩次作用力的效果相同；
（2）由圖可知，o、a兩點距離太近，畫力的方向時容易產生誤差，應使a離o遠一些；
（3）實際測量值一定與AO在同一直線上，而另一合力是由平行四邊形得出的，一定為平行四邊形的對角線，故F為實際測量值，F′為實驗值
Ⅱ、（1）由胡克定律：F=kx可知圖象的斜率倒數表示勁度系數，
所以由圖象可以解出勁度系數k=

△F

△x

=

6×0.49

(29.25-20.0)×10-2

=32N/m
 所以彈簧的彈力大小F跟彈簧伸長量△x的關系是F=32△x 
（2）如果將指針固定在A點的下方P處，彈簧的勁度系數不變，得出彈簧的勁度系數仍等于k_A，故B正確．
（3）如果將指針固定在A點的上方Q處，由于選用的彈簧變短，則彈簧的勁度系數變大，得出彈簧的勁度系數與k_A相比，要大于kA，故A正確．
故答案為：Ⅰ、（1）與F₁、F₂共同作用的效果相同 
（2）O、a兩點太近，誤差大      （3）F 
Ⅱ、（1）32，F=32△x 
 （2）B  （3）A

點評：（1）本題是對基礎內容的考查，應注意分析實驗的原理及數據處理方法；而最后一問為誤差分析，可以根據實驗中的要求進行分析．
（2）應用胡克定律注意彈簧的形變量既可以是彈簧的伸長量又可以是壓縮量，解題時注意彈簧是被拉長還是被壓縮．