Question

如图所示，某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解．A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负．A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动．B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3 m的杆．将细绳连接在杆右端O点构成支架．保持杆在水平方向，按如下步骤操作：

①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ

②对两个传感器进行调零

③用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数

④取下钩码，移动传感器A改变θ角

重复上述实验步骤，得到表格a

表格a

F1/N	1.001	0.580	…	1.002	…
F2/N	－0.868	－0.291	…	0.865	…
θ	30°	60°	…	150°	…

（1）根据表格数据，A传感器对应的是表中力________（填“F₁”或“F₂”），钩码质量为________ kg.（保留一位有效数字）

（2）本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是（  ）

A．因为事先忘记调零

B．何时调零对实验结果没有影响

C．为了消除横杆自身重力对结果的影响

D．可以完全消除实验的误差

（3）某次操作中，有同学使用相同器材实验，但将传感器调零后再接上支架，其后按①③④步骤重复实验，得到图示表格b，则表格空缺处数据应接近           。

表格b

Answer

（1）F1 0.05 （2）C （3）0.637（0.630～0.645）之间均可（ 每空2分）

【解析】

试题分析：（1）传感器在受到拉力时读数为正，A传感器读数为正，故为拉力，相当于F1；当θ=30°时，由节点O受力平衡可得，竖直方向F1sin30°=mg，故，m= 1.001×kg=0.05kg；

（2）横杆自身重力会对实验结果造成影响，故应多次调零，故选C。

（3）设杆自重为G，由节点O受力平衡可得：（1.103-G）sin30°=0.05×10，（F′1-G）sin60°=0.05×10，解得：F′1=0.637N。

考点：研究支架上力的分解

【名师点睛】解题的关键是首先根据题意灵活选取研究对象，然后再进行受力分析，列出方程求解即可。（1）传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负，A传感器读数为正，故为拉力，相当于F1，由节点O受力平衡，结合θ读数，可得钩码质量；（2）横杆自身重力会对实验结果造成影响，故应多次调零；（3）设杆的自重为G，利用θ的两个数值，结合钩码重力列方程解决问题。