(1)该同学按下列步骤操作:
①在水平桌面上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上。
②用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的A点,在橡皮条的另一端系上两条细绳,细绳的另一端系着绳套。
③用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,橡皮条与细绳的结点到达某一位置O,记下O点的位置及两个弹簧测力计的示数F1和F2。
④按选好的标度,分别作出F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F。
⑤只用一个弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数F',记下F'的方向,按统一标度作出这个力F'的图示。
⑥比较F'和F的大小和方向,得出结论。
在上述步骤中,步骤③遗漏的重要操作是 。
步骤⑤遗漏的重要操作是 。
(2)根据实验数据画出力的图示,如图乙所示,图上标出了F1、F2、F、F'四个力,其中 不是由弹簧测力计直接测得的,F与F'两力中,方向一定沿AO方向的是 。(填上述字母)
(3)实验中用M、N两个测力计通过细线拉橡皮条的结点,使其到达O点,此时α+β=90°,如图丙所示。然后保持M的示数不变,而使α减小,为保持结点位置不变,可采用的办法是 。
A.减小N的示数同时减小β角
B.减小N的示数同时增大β角
C.增大N的示数同时增大β角
D.增大N的示数同时减小β角
解析 (1)步骤③中未记录力F1和F2的方向;步骤⑤中未明确是否把橡皮条与细绳的结点拉到位置O。
(2)力F1和F2、F'是由弹簧测力计直接测量的,F是通过平行四边形定则所得的F1和F2的合力,F1和F2的合力的实验值是指通过实验得到的,即用一个弹簧拉绳套时测得的力的大小和方向,而理论值是指通过平行四边形定则得出的值,故F'是力F1和F2合力的实验值,其方向一定沿AO方向。
丁
(3)要保证结点不动,应保证合力不变,则由平行四边形定则可知,合力不变,M方向向合力方向靠拢,根据图丁可知,N的拉力减小,同时应减小β角,A项正确。
答案 (1)记录力F1和F2的方向 把橡皮条与细绳的结点拉到位置O
(2)F F' (3)A
二 实验数据处理与误差分析
"验证力的平行四边形定则"的实验原理是:记录两个分力以及合力的大小和方向后,选用相同的标度将这三个力画出来,画出来的合力是实际值,然后根据平行四边形画出合力的理论值,通过比较实际值和理论值的关系来进行验证,明确了实验原理即可知道实验中需要记录的物理量和具体的操作。