在一次研究性课题的活动中，某小组提出了测量一种棉线能承受的最大拉力的课题．实验室提供了下列器材：米尺一根、量角器一个、质量为m=20g的钩码一个．把一个钩码直接

题文

在一次研究性课题的活动中，某小组提出了测量一种棉线能承受的最大拉力的课题．实验室提供了下列器材：米尺一根、量角器一个、质量为m=20g的钩码一个．把一个钩码直接悬挂在这种棉线上，结果棉线没有断，而且没有发生明显伸长．下面是一些同学的设计方案．



方案一：如图，将棉线一端固定在某一位置，然后在棉线下方不断增加钩码，直到棉线断裂，记下此时的钩码个数为n，算出钩码总的重力就是棉线能承受的最大拉力F．
方案二：如图，将棉线一端固定在某一位置，另一端系住一个钩码．用水平力拉动钩码缓慢移动，逐渐增加α角，直到棉线刚好断裂，记下此时的α角，算出棉线能承受的最大拉力F．
方案三：如图，用钩码和棉线做成一个重锺线确定竖直方向，再用量角器确定水平方向后将米尺水平固定．棉线两端各系一个小钉子，张紧后测出钉子之间的棉线长度L₁．将一个钩码挂在棉线上，一端的钉子A不动的情况下，逐渐移动另一个钉子B，直到棉线断了为止．记下此时钉子A、B的位置，并测出它们之间的距离L₂．由公式算出棉线能承受的最大拉力F．
（1）请结合所学的物理知识，对上述方案一的可行性和准确性进行评价．
方案一：______．
（2）经过分析，认为上述三个方案中最佳的是方案______，相应计算棉线承受的最大拉力的表达式F=______．（请用题目中的字母表示）

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）方案一钩码只能一个一个加，使得测量的棉线拉力不连续，造成测量的不准确．
（2）方案二不好控制，当绳子断时，对于绳子与竖直方向的夹角不好测量．方案三最佳，当绳子断时，测出AB的长度和绳子的长度，根据共点力平衡求出绳子的最大拉力．
绳子与竖直方向夹角的正弦值sinθ=L2L1，则cosθ=

解析

L2L1

考点

据考高分专家说，试题“在一次研究性课题的活动中，某小组提出了测.....”主要考查你对 [实验：验证力的平行四边形定则 ]考点的理解。

实验：验证力的平行四边形定则

验证力的平行四边形定则:
实验目的：
验证平行四边形定则
实验器材：
方木板一块，测力计两个，细绳两段，橡皮条一段，白纸，铅笔，刻度尺，量角器，图钉。
实验原理：
此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果（即：使橡皮条在某一方向伸长一定的长度），看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等，如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的平行四边形定则。
实验步骤：
1、把橡皮条的一端固定在板上的A点；
2、用两条细绳结在橡皮条的另一端，通过细绳用两个弹簧秤互成角度拉橡皮条，橡皮条伸长，使结点伸长到O点（如图）；

3、用铅笔记下O点的位置，画下两条细绳的方向，并记下两个测力计的读数；
4、在纸上按比例作出两个力F₁、F₂的图示，用平行四边形定则求出合力F；
5、只用一个测力计，通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置O点，记下测力计的读数和细绳的方向，按同样的比例作出这个力F′的图示，比较F′与用平行四边形定则求得的合力F，比较合力大小是否相等，方向是否相同；
6、改变F₁和F₂的夹角和大小，再做两次。
注意事项：
1、用弹簧秤测拉力时，应使拉力沿弹簧秤的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。
2、同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置O必须保持不变。