1.某探究小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上,如图甲所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外),另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长。
甲 乙
(1)用一个测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图乙所示,F的大小为________N。
(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点。此时观察到两个拉力分别沿图甲中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N。
①用适当长度的线段表示1 N的力,以O为作用点,在图甲中画出力F1、F2的图示,然后按照平行四边形定则画出它们的合力F合;
②F合的大小为________N,F合与拉力F的夹角的正切值为________。
若F合与拉力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。
解析:(1)由测力计的读数规则可知,读数为4.0 N。
(2)①利用平行四边形定则作图,如图所示。
②由图可知F合=4.2 N,从F合的顶点向x轴和y轴分别作垂线,顶点的横坐标对应长度为1 mm,顶点的纵坐标长度为21 mm,则可得出F合与拉力F的夹角的正切值约为0.05。
答案:(1)4.0 (2)①见解析图 ②4.2 0.05