内容正文:
专题42 验证力的平行四边形定则
必备知识
一、实验目的和方法
实验目的:验证力的平行四边形定则。
实验思想:等效替代法。
实验器材:木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、轻质小圆环、三角板、刻度尺、图钉、铅笔。
二、实验步骤
1. 固定白纸与木板,橡皮条一端固定在木板上,另一端连小圆环。
2. 用两个弹簧测力计互成角度拉圆环,使结点到达 O 点,记录两分力的大小、方向以及 O 点位置。
3. 只用一个弹簧测力计拉圆环,仍拉到同一结点 O,记录这个拉力的大小、方向。
三、数据处理与实验结论
选定标度,以两个分力 、 为邻边作平行四边形,其对角线即为理论合力 ;单独用一个测力计测出的拉力 是实际合力。
结论:在误差允许的范围内, 与 重合,即验证了力的平行四边形定则。
思考题:与橡皮条共线的是实际测量值 ; 是作图得到的理论值,受误差影响,一般不与橡皮条严格共线。
四、实验注意事项
1. 在水平面内实验,测力计要水平调零,消除测力计自身重力带来的影响。
2. 细绳与测力计轴线共线,细线与白纸纸面平行。
3. 同一次实验中,结点 O 的位置不能改变,以保证两次作用效果等效。
4. 细绳适当长一些,标记力的方向时误差更小。
5. 拉力适当大一些,作图线段更长,减小相对误差。
6. 两分力夹角适中,一般取 ,不宜过大或过小。
五、误差来源
· 测力计、细线没有与木板纸面平行;
· 两分力夹角选取不合适(过大或过小);
· 弹簧测力计外壳与弹簧之间存在摩擦;
· 描点、作图、标度选取带来的作图误差。
【典例1】在"探究两个互成角度的力的合成规律"实验中,实验器材有:木板、白纸、图钉、橡皮条、细绳套、弹簧测力计和直尺等。
(1) 如图甲,实验时将橡皮条一端用图钉固定在木板上的 A 位置,另一端用两个弹簧测力计勾住两细绳套,互成角度地拉橡皮条,使结点达到某一位置 O。下列说法错误的是____(填选项前字母)。
A. 实验前应检查弹簧测力计的指针是否指在零刻度线上
B. 弹簧测力计、细绳套、橡皮条都应尽量与木板平面平行
C. 两分力的夹角越大越好,这样作图更清晰
D. 记录细绳方向时,应在细绳下方描出两个相距较远的点,再连线表示方向
(2) 本实验采用的物理思想方法是____。判断力 单独作用与 、 共同作用效果相同的依据是____(填选项前字母)。
A. 的大小等于 与 的大小之和
B. 使橡皮条伸长相同的长度
C. 使橡皮条结点到达同一位置
(3) 用两个弹簧测力计拉橡皮条时,需要记录两个拉力的____和____。
(4) 图乙是根据某次实验结果作出的力的图示, 与 两个力中,由平行四边形定则作出的合力理论值是____;用一个弹簧测力计直接测得的合力实际值是____;一定沿 AO 方向的是____。
【典例2】某实验小组用图甲装置完成"探究两个互成角度的力的合成规律"实验,橡皮条一端固定在木板 A 点,另一端 O 点拴接两个细绳套。先用两个弹簧测力计互成角度拉细绳套使橡皮条伸长,左右示数分别为 、,并记录 O 点位置;再用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条。
(1)(多选) 实验过程中不需要直接记录的量包括____(填选项前字母)。
A. 橡皮条的伸长量
B. 两细绳的方向
C. 两细绳之间的夹角
D. 两个弹簧测力计的示数
(2) 图乙为实验后作出的力的图示。由图可知,理论合力____实际合力;造成这种误差的可能原因是____(填选项前字母)。
A. 第一次实验后橡皮条发生永久形变,导致第二次拉到同一位置时所需拉力变大
B. 第二次用一个弹簧测力计时,没有正视读数导致弹簧测力计读数偏小
C. 第二次用一个弹簧测力计时,没有与木板平行
(3) 图丙中每个小方格边长表示 1 N,根据力的平行四边形定则,两个互成角度的力的合力大小为____ N(结果保留整数)。
【典例3】某兴趣小组在"验证力的平行四边形定则"实验中,先在白纸上画好若干同心圆,圆心记为 O,从内向外依次标记圆 1、2、3…n,半径分别为 R、2R、3R…nR,钉在方木板上。取三根完全相同的弹性绳,一端系在一起形成结点 P。当 P 位于 O 点、三根弹性绳刚好伸直时,另一端 A、B、C 均在圆 4 上。将 A 固定在圆 9 某位置处并记录;在圆 8 上调节 B、在圆 7 上调节 C,使 P 仍处于圆心 O,再记录 B、C 位置。
(1) 本实验中____(选填"需要"或"不需要")测量每根弹性绳上的弹力大小;
(2) 某次结果如图乙,移走绳后连接 OA、OB、OC,可知 OB、OC 的夹角为____(填选项前字母)。
A. 45°
B. 60°
C. 90°
D. 120°
(3) 某同学提出直接以图乙中 OB、OC 为邻边作平行四边形,看其对角线 OA′ 与 OA 在误差允许范围内是否共线且等长,若成立即可验证定则。另一同学认为该操作错误,理由是____。
1.在“探究力的合成规律”的实验中:
(1)采用的科学方法是( )
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
(2)下列是某同学在做该实验的一些看法,其中正确的是( )
A.拉橡皮筋的绳线要细长,实验中弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行
B.拉橡皮筋结点到某一位置时,拉力要适当大些,读数时视线要正对弹簧秤刻度
C.拉橡皮筋结点到某一位置时,两个弹簧秤之间夹角应取以便于算出合力大小
D.实验中,橡皮筋应该与两个弹簧秤之间夹角的平分线在同一直线上
(3)实验中的情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,和为绳线。为橡皮筋与绳线的结点。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。图乙中的与两力中,方向一定沿方向的是 (填或)。
(4)若两个弹簧秤的读数均为4N,且两弹簧秤拉力的方向相互垂直,则 (选填“能”或“不能”)用一个量程为的弹簧秤测量出它们的合力。
2.某学习小组用如图所示的装置探究“两个互成角度的力的合成规律”。如图1所示,在竖直平面内,橡皮条的一端固定,另一端挂一轻质小圆环,橡皮条原长为GE,用两个弹簧测力计共同拉动小圆环。
(1)实验过程中,小王将弹簧测力计向上拉测量拉力大小,而非将橡皮条挂在上方,向下拉弹簧测力计测量拉力大小,这样做的好处为________。
A.可以保证弹簧拉力和细线在同一直线上
B.方便调零且较为准确地测量拉力大小
C.可以不用考虑弹簧测力计外壳的重力影响
(2)本实验采用的科学方法是等效替代法,具体操作指的是________。
A.橡皮条沿同一方向伸长
B.橡皮条伸长到相同长度
C.橡皮条沿同一方向伸长相同长度
D.两个弹簧测力计拉力大小之和等于一个弹簧测力计拉力的大小
(3)小黄则是在水平桌面上做实验(如图2所示),通过实验小黄确定了的方向,如图3所示,并记录三个力的大小,其中测量F时弹簧测力计示数如图4所示,读数为 N。
(4)小黄绘制结果如图5所示,F与两力中 (填“F”或“”)为合力的实际值。
3.如图甲是“验证力的平行四边形定则”实验原理示意图。弹簧测力计的拉环端挂于固定点,挂钩端用细线挂一重物。弹簧测力计的挂钩端用细线系于点,用手捏住拉环向左拉,使结点静止在某位置。所用弹簧测力计的单位为。
(1)图甲中沿方向拉的弹簧测力计的示数为 N:
(2)做实验时,根据测量结果在白纸上画出如图乙所示的示意图,其中为两弹簧测力计与悬挂重物的细线的结点,则图乙中一定与在同一直线上的是力 。
(3)若两个弹簧测力计的读数分为,且两弹簧测力计拉力方向的夹角为锐角,则 (选填“能”或“不能”)用一个量程为的弹簧测力计测量出它们的合力,理由是 。
4.遵义市某中学在验证“力的平行四边形定则”中采用了如图所示的实验装置。长木板和铁架台固定在竖直面内,板上固定一张白纸。甲、乙两个力传感器分别固定在木板上的A、B两点,A、B两点可在木板上移动。
①如图(a)所示,将质量未知的重物用细绳竖直悬挂在力传感器甲上,重物静止时,记录力传感器甲的示数;
②如图(b)所示,三根细绳通过结点O连接在一起,另一端分别与力传感器或重物相连,调节A、B两点的位置,重物静止时,记录结点O的位置、竖直细绳、连接甲、乙细绳的方向,以及甲、乙力传感器的示数、;
③在O点根据、、的大小和方向作力的图示,以及以、为邻边的平行四边形对角线;
④比较、的大小和方向;
⑤改变A、B两点的位置重复步骤(2)、(3)。
根据实验步骤回答下列问题:
(1)本实验中 (填或)是、的合力。
(2)在此实验中说法正确的是______。
A.连接AB的细绳必须等长
B.本实验采用的科学方法是等效替代法
C.AB两个滑轮位置必须一样高
(3)初始时OA绳与OB绳关于竖直方向对称,且夹角为60°,若保持结点O的位置和乙力传感器位置不变,缓慢将A滑轮移动,将OA绳沿逆时针旋转至水平,此过程中对甲传感器示数大小变化描述正确的是______。
A.一直增大 B.先增大后减小 C.一直减小 D.先减小后增大
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专题42 验证力的平行四边形定则
必备知识
一、实验目的和方法
实验目的:验证力的平行四边形定则。
实验思想:等效替代法。
实验器材:木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、轻质小圆环、三角板、刻度尺、图钉、铅笔。
二、实验步骤
1. 固定白纸与木板,橡皮条一端固定在木板上,另一端连小圆环。
2. 用两个弹簧测力计互成角度拉圆环,使结点到达 O 点,记录两分力的大小、方向以及 O 点位置。
3. 只用一个弹簧测力计拉圆环,仍拉到同一结点 O,记录这个拉力的大小、方向。
三、数据处理与实验结论
选定标度,以两个分力 、 为邻边作平行四边形,其对角线即为理论合力 ;单独用一个测力计测出的拉力 是实际合力。
结论:在误差允许的范围内, 与 重合,即验证了力的平行四边形定则。
思考题:与橡皮条共线的是实际测量值 ; 是作图得到的理论值,受误差影响,一般不与橡皮条严格共线。
四、实验注意事项
1. 在水平面内实验,测力计要水平调零,消除测力计自身重力带来的影响。
2. 细绳与测力计轴线共线,细线与白纸纸面平行。
3. 同一次实验中,结点 O 的位置不能改变,以保证两次作用效果等效。
4. 细绳适当长一些,标记力的方向时误差更小。
5. 拉力适当大一些,作图线段更长,减小相对误差。
6. 两分力夹角适中,一般取 ,不宜过大或过小。
五、误差来源
· 测力计、细线没有与木板纸面平行;
· 两分力夹角选取不合适(过大或过小);
· 弹簧测力计外壳与弹簧之间存在摩擦;
· 描点、作图、标度选取带来的作图误差。
【典例1】在"探究两个互成角度的力的合成规律"实验中,实验器材有:木板、白纸、图钉、橡皮条、细绳套、弹簧测力计和直尺等。
(1) 如图甲,实验时将橡皮条一端用图钉固定在木板上的 A 位置,另一端用两个弹簧测力计勾住两细绳套,互成角度地拉橡皮条,使结点达到某一位置 O。下列说法错误的是____(填选项前字母)。
A. 实验前应检查弹簧测力计的指针是否指在零刻度线上
B. 弹簧测力计、细绳套、橡皮条都应尽量与木板平面平行
C. 两分力的夹角越大越好,这样作图更清晰
D. 记录细绳方向时,应在细绳下方描出两个相距较远的点,再连线表示方向
(2) 本实验采用的物理思想方法是____。判断力 单独作用与 、 共同作用效果相同的依据是____(填选项前字母)。
A. 的大小等于 与 的大小之和
B. 使橡皮条伸长相同的长度
C. 使橡皮条结点到达同一位置
(3) 用两个弹簧测力计拉橡皮条时,需要记录两个拉力的____和____。
(4) 图乙是根据某次实验结果作出的力的图示, 与 两个力中,由平行四边形定则作出的合力理论值是____;用一个弹簧测力计直接测得的合力实际值是____;一定沿 AO 方向的是____。
【答案】(1) C;(2) 等效替代法;C;(3) 大小;方向;(4) ;;
【解析】
(1) A:实验前应对弹簧测力计调零,否则测量数据不准确,A 正确。B:若测力计、细绳套、橡皮条不与木板平行,会有竖直方向分力,真实拉力不在纸面内,作图误差变大,B 正确。C:两分力夹角应适当——太小则平行四边形不明显,太大则合力小、作图误差大,并非越大越好,C 错误。D:沿细绳方向描两个相距较远的点再连线,可减小方向记录误差,D 正确。
(2) 用一个力把橡皮条拉到与两个力共同作用时相同的位置,这个力与那两个力作用效果相同,可用它替代那两个力,即等效替代法。两次仅伸长长度相同还不够(方向可能不同),只有结点到达同一位置,才能说明橡皮条形变状态完全相同、作用效果相同,故选 C。
(3) 力是矢量,既有大小又有方向,记录两个拉力的大小和方向,才能完整作出力的图示和合力。
(4) 是以 、 为邻边作平行四边形得到的合力,是理论值; 是一个测力计单独拉橡皮条测得的力,是实际值;用一个测力计拉到 O 点,故实际值 一定沿 AO 方向。
【典例2】某实验小组用图甲装置完成"探究两个互成角度的力的合成规律"实验,橡皮条一端固定在木板 A 点,另一端 O 点拴接两个细绳套。先用两个弹簧测力计互成角度拉细绳套使橡皮条伸长,左右示数分别为 、,并记录 O 点位置;再用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条。
(1)(多选) 实验过程中不需要直接记录的量包括____(填选项前字母)。
A. 橡皮条的伸长量
B. 两细绳的方向
C. 两细绳之间的夹角
D. 两个弹簧测力计的示数
(2) 图乙为实验后作出的力的图示。由图可知,理论合力____实际合力;造成这种误差的可能原因是____(填选项前字母)。
A. 第一次实验后橡皮条发生永久形变,导致第二次拉到同一位置时所需拉力变大
B. 第二次用一个弹簧测力计时,没有正视读数导致弹簧测力计读数偏小
C. 第二次用一个弹簧测力计时,没有与木板平行
(3) 图丙中每个小方格边长表示 1 N,根据力的平行四边形定则,两个互成角度的力的合力大小为____ N(结果保留整数)。
【答案】(1) AC;(2) 大于;B;(3) 10
【解析】
(1) 要把两个分力完整画出来,需要记录两绳方向(B)和测力计示数即大小(D),故 B、D 需要记录。橡皮条伸长量不是验证定则所必需的,实验只要求两次都把结点拉到同一位置 O,A 不需要。两绳夹角也不必直接测量——记录了两绳方向,夹角已体现在图示中,C 不需要。故选 AC。
(2) 由平行四边形作出的是理论合力 ,一个测力计直接测得的是实际合力 。图乙中 线段长于 ,故理论合力大于实际合力。A:第二次所需拉力变大,则 变大、会使 小于 ,不符。B:第二次读数偏小,则 线段变短、使 大于 ,符合。C:测力计时未与木板平行,则需更大拉力才能拉到 O 点,会使 小于 ,不符。故选 B。
(3) 以 、 为邻边作平行四边形,合力在水平方向有 8 格分量、竖直方向有 6 格分量,由勾股定理:合力长度 = √(6²+8²) = 10 格,每格 1 N,故合力为 10 N。
【典例3】某兴趣小组在"验证力的平行四边形定则"实验中,先在白纸上画好若干同心圆,圆心记为 O,从内向外依次标记圆 1、2、3…n,半径分别为 R、2R、3R…nR,钉在方木板上。取三根完全相同的弹性绳,一端系在一起形成结点 P。当 P 位于 O 点、三根弹性绳刚好伸直时,另一端 A、B、C 均在圆 4 上。将 A 固定在圆 9 某位置处并记录;在圆 8 上调节 B、在圆 7 上调节 C,使 P 仍处于圆心 O,再记录 B、C 位置。
(1) 本实验中____(选填"需要"或"不需要")测量每根弹性绳上的弹力大小;
(2) 某次结果如图乙,移走绳后连接 OA、OB、OC,可知 OB、OC 的夹角为____(填选项前字母)。
A. 45°
B. 60°
C. 90°
D. 120°
(3) 某同学提出直接以图乙中 OB、OC 为邻边作平行四边形,看其对角线 OA′ 与 OA 在误差允许范围内是否共线且等长,若成立即可验证定则。另一同学认为该操作错误,理由是____。
【答案】(1) 不需要;(2) C;(3) 该同学误以为 OB、OC 的长度就是弹性绳的形变量(合理即可)
【解析】
(1) 三根弹性绳完全相同、原长均为 4R。把弹性绳拉到不同圆上即得各自伸长量,由胡克定律 F=kx 可得三绳弹力之比,即可验证是否符合平行四边形定则,故不需要测量每根弹力大小。
(2) OA 拉到 9R、OB 到 8R、OC 到 7R,原长均 4R,伸长量分别为 5R、4R、3R。由 F=kx,三绳弹力之比为 5:4:3。以 、 为邻边,由勾股定理 ,故 与 垂直,OB、OC 夹角为 90°,选 C。
(3) 图乙中 OB、OC 是弹性绳形变后的总长度,减去原长 4R 才是形变量;该同学直接以 OB、OC 作平行四边形,混淆了"绳长"与"形变量",误以为 OB、OC 就是弹力对应的形变量,故操作错误。
1.在“探究力的合成规律”的实验中:
(1)采用的科学方法是( )
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
(2)下列是某同学在做该实验的一些看法,其中正确的是( )
A.拉橡皮筋的绳线要细长,实验中弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行
B.拉橡皮筋结点到某一位置时,拉力要适当大些,读数时视线要正对弹簧秤刻度
C.拉橡皮筋结点到某一位置时,两个弹簧秤之间夹角应取以便于算出合力大小
D.实验中,橡皮筋应该与两个弹簧秤之间夹角的平分线在同一直线上
(3)实验中的情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,和为绳线。为橡皮筋与绳线的结点。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。图乙中的与两力中,方向一定沿方向的是 (填或)。
(4)若两个弹簧秤的读数均为4N,且两弹簧秤拉力的方向相互垂直,则 (选填“能”或“不能”)用一个量程为的弹簧秤测量出它们的合力。
【答案】(1)B
(2)AB
(3)F′
(4)不能
【详解】(1)该实验是要互成角度的两个力与一个力产生相同的效果,采用的科学方法是等效替代法。
故选B。
(2)A.拉橡皮筋的绳线要细长,便于确定拉力的方向;要准确地表示拉力的大小和方向,故实验中弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行,故A正确;
B.为了减小误差,拉橡皮筋结点到某一位置O时,拉力要适当大些,读数时视线要正对弹簧秤刻度,故B正确;
C.拉橡皮筋结点到某一位置O时,两个弹簧秤之间夹角适当就好,不需要取,故C错误;
D.实验中,拉橡皮筋结点到某一位置O时,两个弹簧秤的示数不一定相同,所以橡皮筋不一定与两个弹簧秤之间夹角的平分线在同一直线上,故D错误。
故选AB。
(3)由图乙可知,F是通过、作平行四边形得到的合力理论值,由于存在一定的误差,F方向不一定沿AO方向;而力是用一个弹簧测力计拉橡皮筋得到的合力实际值,根据二力平衡可知,方向一定沿AO方向的是。
(4)若两个弹簧秤的读数均为4N,且两弹簧秤拉力的方向相互垂直,则合力为
故不能用一个量程为5N的弹簧秤测量出它们的合力。
2.某学习小组用如图所示的装置探究“两个互成角度的力的合成规律”。如图1所示,在竖直平面内,橡皮条的一端固定,另一端挂一轻质小圆环,橡皮条原长为GE,用两个弹簧测力计共同拉动小圆环。
(1)实验过程中,小王将弹簧测力计向上拉测量拉力大小,而非将橡皮条挂在上方,向下拉弹簧测力计测量拉力大小,这样做的好处为________。
A.可以保证弹簧拉力和细线在同一直线上
B.方便调零且较为准确地测量拉力大小
C.可以不用考虑弹簧测力计外壳的重力影响
(2)本实验采用的科学方法是等效替代法,具体操作指的是________。
A.橡皮条沿同一方向伸长
B.橡皮条伸长到相同长度
C.橡皮条沿同一方向伸长相同长度
D.两个弹簧测力计拉力大小之和等于一个弹簧测力计拉力的大小
(3)小黄则是在水平桌面上做实验(如图2所示),通过实验小黄确定了的方向,如图3所示,并记录三个力的大小,其中测量F时弹簧测力计示数如图4所示,读数为 N。
(4)小黄绘制结果如图5所示,F与两力中 (填“F”或“”)为合力的实际值。
【答案】(1)B
(2)C
(3)1.80
(4)F
【详解】解析:(1)实验过程中,小王将弹簧测力计向上拉测量拉力大小,而非将橡皮条挂在上方,向下拉弹簧测力计测量拉力大小,这样做的好处是方便调零且较为准确地测量拉力大小,B正确。
(2)本实验采用的科学方法是等效替代法,具体操作指的是橡皮条沿同一方向伸长相同长度,C正确。
(3)由题图4可知弹簧测力计最小刻度为0.1N,则读数为1.80N。
(4)F与两力中,F为合力的实际值,即用一个弹簧测力计拉橡皮条时的拉力的值;是利用力的平行四边形定则求得的两个力合力的理论值。
3.如图甲是“验证力的平行四边形定则”实验原理示意图。弹簧测力计的拉环端挂于固定点,挂钩端用细线挂一重物。弹簧测力计的挂钩端用细线系于点,用手捏住拉环向左拉,使结点静止在某位置。所用弹簧测力计的单位为。
(1)图甲中沿方向拉的弹簧测力计的示数为 N:
(2)做实验时,根据测量结果在白纸上画出如图乙所示的示意图,其中为两弹簧测力计与悬挂重物的细线的结点,则图乙中一定与在同一直线上的是力 。
(3)若两个弹簧测力计的读数分为,且两弹簧测力计拉力方向的夹角为锐角,则 (选填“能”或“不能”)用一个量程为的弹簧测力计测量出它们的合力,理由是 。
【答案】(1)
(2)
(3) 不能 合力的大小超过了弹簧测力计的量程
【详解】(1)图甲中沿方向拉的弹簧测力计的示数为
(2)F为用平行四边形法则得出的,F′是用一根弹簧实验得出的,方向一定与在同一直线上的是力F′。
(3)[1][2]若两个弹簧测力计的读数分为,且两弹簧测力计拉力方向的夹角为锐角,则两个弹簧的合力,超出了量程为的弹簧测力计的量程,故不能用一个量程为的弹簧测力计测量出它们的合力。
4.遵义市某中学在验证“力的平行四边形定则”中采用了如图所示的实验装置。长木板和铁架台固定在竖直面内,板上固定一张白纸。甲、乙两个力传感器分别固定在木板上的A、B两点,A、B两点可在木板上移动。
①如图(a)所示,将质量未知的重物用细绳竖直悬挂在力传感器甲上,重物静止时,记录力传感器甲的示数;
②如图(b)所示,三根细绳通过结点O连接在一起,另一端分别与力传感器或重物相连,调节A、B两点的位置,重物静止时,记录结点O的位置、竖直细绳、连接甲、乙细绳的方向,以及甲、乙力传感器的示数、;
③在O点根据、、的大小和方向作力的图示,以及以、为邻边的平行四边形对角线;
④比较、的大小和方向;
⑤改变A、B两点的位置重复步骤(2)、(3)。
根据实验步骤回答下列问题:
(1)本实验中 (填或)是、的合力。
(2)在此实验中说法正确的是______。
A.连接AB的细绳必须等长
B.本实验采用的科学方法是等效替代法
C.AB两个滑轮位置必须一样高
(3)初始时OA绳与OB绳关于竖直方向对称,且夹角为60°,若保持结点O的位置和乙力传感器位置不变,缓慢将A滑轮移动,将OA绳沿逆时针旋转至水平,此过程中对甲传感器示数大小变化描述正确的是______。
A.一直增大 B.先增大后减小 C.一直减小 D.先减小后增大
【答案】(1)F1
(2)B
(3)D
【详解】(1)一根绳子的拉力与两根绳子拉力的效果相同,故是、的合力;
(2)A.连接AB的细绳不必等长,A错误;
B.本实验采用的科学方法是等效替代法,B正确;
C.AB两个滑轮位置可以等高,也可以不等高,二者位置合适即可(不易使两绳子的夹角过大或过小),C错误。
故选B。
(3)根据矢量合成定则将力F1、F2、F3平移构成一个三角形,如图所示
由图可知,OA绳沿逆时针旋转至水平过程中,先减小后增大。
故选D。
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