Question

（1）“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图1甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳套．图1乙是在白纸上根据实验结果画出的图．
①图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是______．
②在本实验中，两次拉橡皮条时，都需要将橡皮条拉到______，这样做的目的是______．
（2）某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律．已知当地的重力加速度g=9.80m/s²
①实验小组选出一条纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，测得h₁=12.01cm，h₂=19.15cm，h₃=27.86cm．打点计时器通以50Hz的交流电．根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了______J；此时重锤的动能比开始下落时增加了______ J，根据计算结果可以知道该实验小组在做实验时出现的问题是______．（重锤质量m已知）
②在图乙所示的纸带基础上，某同学又选取了多个计数点，并测出了各计数点到第一个点O的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出的图线应是如图3中的______．图线的斜率表示______．

Answer

（1）在“验证力的平行四边形定则”实验中：需要注意的问题是：①弹簧秤与木板平面平行；②确定力的方向时取点越远越好，即绳越细越长越好；③确定方向时不能碰到线；④夹角既不能太大也不能太小；⑤画力的图示时使用同一的标度；⑥将节点拉到相同的位置保证效果相同，了解这些注意事项即可正确解答本题．
（2）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．
利用图象问题结合数学知识处理物理数据是实验研究常用的方法．我们更多的研究直线图形，找出其直线的斜率和截距．
【解析】
（1）①F1与F2合力的实验值是指通过实验得到值，即用一个弹簧拉绳套时测得的力的大小和方向，而理论值（实际值）是指通过平行四边形得出的值，故F′是力F1与F2合力的实验值，其方向一定沿AO方向．
②为了使弹簧两次拉橡皮条的效果相同，要求在同一次实验中，O点位置不动；为了体现合力和分力的效果相同，同时便于作图比较合力的理论值和实验值，要求分力与合力在同一平面内，
（2）：①根据重力势能的定义式得出：
当打点计时器打在B点时，重锤的重力势能的减少量为△EP=mgh2=1.88m，
利用匀变速直线运动的推论
vB==
△EK=EkB-0=mvB2=1.96m．
以上发现：△EK＞△EP，说明打出的第一个点已经具有了一定的速度．
该实验小组在做实验时出现的问题可能原因是实验时先释放纸带，然后再接通打点计时器的电源．
②利用 v2-h图线处理数据，物体自由下落过程中机械能守恒，mgh=mv2，即 v2=gh
由于打出的第一个点已经具有了一定的速度，所以h为0时，v已经不为0呢．
所以以 v2为纵轴，以h为横轴画出的图线应是图乙中D．
那么 v2-h图线的斜率就等于重力加速度g．
故答案为：（1）①F′
②相同位置，保证前后两次拉橡皮条时的效果相同
（2）①1.88m，1.96m，该实验小组做实验时先释放了纸带，然后再合上打点计时器的电键 或者 释放纸带时手抖动了
②D，重力加速度g