《2025年赢在微点物理》

[典例5]　研究表明:头发能承受的拉力随年龄而变化，20岁组人的头发能承受的最大拉力平均约为1.72N,30岁组人的头发能承受的最大拉力平均约为1.5N,40岁组人的头发能承受的最大拉力平均约为1.38N,60岁组人的头发能承受的最大拉力平均约为0.95N……小萍利用简易实验器材:一把刻度尺，一质量为m = 300g的重物,测量一根头发丝能承受的最大拉力，并与上述数据进行对比来推测该头发丝对应者的年龄范围。实验步骤如下:
①水平固定刻度尺；
②用手指尖紧握住头发丝的两端，用直尺测量出头发丝拉直时两手指尖之间的距离a = 40.0cm；
③如图所示，用光滑轻挂钩将重物挂在头发丝上，两手缓慢沿刻度尺水平向外移动，直至头发丝恰好被拉断；从刻度尺上读出此时两手指尖之间的距离b = 20.0cm（重力加速度g取10m/s²）。利用所测数据可求得该头发丝能承受的最大拉力为________N,由此可推测该人的大致年龄。

答案： 1.73

1. 用如下的器材和方法可以验证“力的平行四边形定则”。在圆形桌子的透明桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮，其中滑轮P₁固定在桌子边,滑轮P₂、P₃可沿桌边移动。第一次实验,步骤如下:
　　
　　　
①在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，并使结点静止在O点；
②在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向，以O点为起点，作出三拉力的图示；
③以绕过P₂、P₃的绳的两个力为邻边作平行四边形，作出以O点为起点的平行四边形的对角线，量出对角线的长度；
④检验对角线的长度和绕过P₁的绳的拉力的图示的长度是否一样,方向是否在一条直线上。
(1)这次实验中,若一根绳挂的钩码的质量为m,另一根绳挂的钩码的质量为2m,则第三根绳挂的钩码的质量一定大于______且小于______。
(2)第二次实验时,改变滑轮P₂、P₃的位置和相应绳上钩码的数量，使结点平衡，绳的结点______（填“必须”或“不必”）与第一次实验中白纸上描下的O点重合。实验中,若桌面不水平______（填“会”或“不会”）影响实验的结论。

答案： （1）m 3m （2）不必 不会

2. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图甲所示。
　　
(1)(多选)下列说法中正确的是______（填选项字母）。
A. 弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下
B. 在测量同一组数据F₁、F₂和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化
C. 为减小测量误差,F₁、F₂方向夹角应为90°
D. F₁、F₂和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程
(2)弹簧测力计的指针如图乙所示，由图乙可知拉力的大小为________N。
(3)若两个弹簧测力计的读数均为4.70N,且两个弹簧测力计所拉的两条细线之间的夹角为120°,则______（填“能”或“不能”）用一个量程为5N的弹簧测力计测量出它们的合力,理由是______________________________。

答案： （1）BD （2）4.60 （3）能 合力没有超过弹簧测力计的量程