某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1mm)的纸贴在水平桌面上,如图(a)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。
(1)用一只测力计将橡皮筋的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(b)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(a)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和。
①用5mm长度的线段表示1N的力,以O为作用点,在图(a)中画出力的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力合________。
②合的大小为________N,合与拉力F的夹角的正切值为_________。若合与拉力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。
4.0 见解析 4.0 0.05
【详解】
(1)弹簧测力计的最小刻度为0.2N,由图可知的大小为4.0N;
(2)①取5mm的长度对应的力的大小为1N,则、的大小如图所示,利用平行四边形定则做出它们的合力如图:
②由图可知:
合
从合的顶点向轴和轴分别作垂线,顶点的横坐标对应长度为1mm,顶点的纵坐标长度为20mm,则可得出合与拉力的夹角的正切值为: