1.[2022·广东佛山市高三一模]小张同学为了验证力的平行四边形定则,设计如下实验,其装置如图甲所示.实验步骤如下:
(1)将3条完全相同的弹性橡皮条(满足胡克定律)的一端连接在一起形成一个结点O,先测量出每根橡皮条的自然长度x0;
(2)在竖直平面内固定一木板,在木板上固定一张白纸,用图钉将其中两条橡皮条的A、B端固定在木板上,在另一条橡皮条C端悬挂一小重锤,并确保橡皮条不超过弹性限度,且与纸面无摩擦;
(3)待装置平衡后,分别测量出橡皮条OA、OB和OC的长度x1、x2、x3,并在白纸上记录____________________;
(4)取下白纸,如图乙所示,在白纸上分别用长度(x1-x0)、(x2-x0)代表橡皮条OA和OB拉力的大小,作出力的图示OA′和OB′,并以OA′和OB′为两邻边作一平行四边形OA′C′B′,测量出OC′长度x4,如果近似可得x4=________,且OC′的方向________________________,则实验验证了力的平行四边形定则;
(5)改变A、B的位置,重复(2)到(4)的实验步骤进行多次验证.
2.某同学在“验证力的平行四边形定则”的实验中,利用以下器材:两个轻弹簧A和B、白纸、方木板、橡皮筋、图钉、图线、钩码、刻度尺、铅笔.实验步骤如下:
(1)用刻度尺测得弹簧A的原长为6.00 cm,弹簧B的原长为8.00 cm;
(2)如图甲,分别将弹簧A、B悬挂起来,在弹簧的下端挂上质量为m=100 g的钩码,钩码静止时,测得弹簧A长度为6.98 cm,弹簧B长度为9.96 cm.取重力加速度g=9.8 m/s2,忽略弹簧自重的影响,两弹簧的劲度系数分别为kA=________N/m,kB=________N/m;
(3)如图乙,将木板水平固定,再用图钉把白纸固定在木板上,将橡皮筋一端固定在M点,另一端系两根曲线,弹簧A、B一端分别系在这两根细线上,互成一定角度同时水平拉弹簧A、B,把橡皮筋结点拉到纸面上某一位置,用铅笔描下结点位置记为O.测得此时弹簧A的长度为8.10 cm,弹簧B的长度为11.80 cm,并在每条细线的某一位置用铅笔记下点P1和P2;
(4)如图丙,取下弹簧A,只通过弹簧B水平拉细线,仍将橡皮筋结点拉到O点,测得此时弹簧B的长度为13.90 cm,并用铅笔在此时细线的某一位置记下点P,此时弹簧B的弹力大小为F′=________N(计算结果保留3位有效数字);
(5)根据步骤(3)所测数据计算弹簧A的拉力FA、弹簧B的拉力FB,在图丁中按照给定的标度作出FA、FB的图示,根据平行四边形定则作出它们的合力F的图示,测出F的大小为________N.(结果保留3位有效数字)
(6)再在图丁中按照给定的标度作出F′的图示,比较F与F′的大小及方向的偏差,均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平行四边形定则.