Question

8．如圖是驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置固定在豎直平面內(nèi)，實(shí)驗(yàn)操作如下：
（1）如圖甲所示，彈簧測(cè)力計(jì)A掛于固定點(diǎn)P，下端用細(xì)線掛一重物M，在重物M靜止時(shí)記下測(cè)力計(jì)A拉力F的大小和方向．
（2）彈簧測(cè)力計(jì)B的一端用細(xì)線系于O點(diǎn)，手持另一端向左拉，使結(jié)點(diǎn)O靜止在某位置，如圖乙所示，記下兩測(cè)力計(jì)拉力F₁、F₂的大小和方向．作出力F₁、F₂圖示，分別以F₁、F₂為鄰邊的平行四邊形，這兩鄰邊之間的對(duì)角線即為F₁、F₂的合力F′，改變兩細(xì)線的夾角，重復(fù)做幾次實(shí)驗(yàn)，若F′的方向近似在豎直方向上，且大小近似等于F，則平行四邊形定則得以驗(yàn)證．
（3）保持測(cè)力計(jì)A拉力方向不變，將測(cè)力計(jì)B自圖乙所示水平位置沿順時(shí)針?lè)较蚓徛�轉(zhuǎn)至豎直位置，該過(guò)程中，測(cè)力計(jì)B的示數(shù)C
A、一直變小   B、一直變大   C、先變小后變大   D、先變大后變小．

Answer 1

分析 （1）在重物靜止時(shí)，受力平衡，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與重力大小相等，方向相反；
（2）F₁、F₂的合力應(yīng)與重物的重力大小相等，方向相反，F(xiàn)′是根據(jù)平行四邊形定則作出F₁、F₂的合力，比較F′和F的大小和方向即可；
（3）由題，結(jié)點(diǎn)O在三個(gè)力作用下平衡，合力保持為零，分析結(jié)點(diǎn)O的受力情況，作出力圖，并作出BO在三個(gè)不同位置的力的合成圖，判斷BO拉力如何變化．

解答 解：（1）在重物M 靜止時(shí)記下測(cè)力計(jì)A拉力F的大小和方向，此時(shí)F的大小即為重物的重力，方向應(yīng)豎直向下，
（2）物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，則F₁、F₂的合力應(yīng)與重物的重力大小相等，方向相反，
而根據(jù)平行四邊形定則作出F₁、F₂的合力為F′，則若F′的方向近似在豎直方向上，且大小近似等于F，則平行四邊形定則得以驗(yàn)證．
（3）以結(jié)點(diǎn)O為研究對(duì)象，分析受力情況：重力G、BO的拉力T₁和AO的拉力T₂，作出力圖，并作出BO繩在三個(gè)不同位置的力的合成圖，由平衡條件可知，BO繩的拉力T₁和AO繩的拉力T₂的合力與重力G大小相等、方向相反，如圖可以看出，在測(cè)力計(jì)B自圖乙所示水平位置沿順時(shí)針?lè)较蚓徛�轉(zhuǎn)至豎直位置的過(guò)程中，BO的拉力先減小后增大，當(dāng)兩根繩相垂直時(shí)，BO的拉力最小，故C正確．
故答案為：（1）靜止；（2）豎直；F；（3）C

點(diǎn)評(píng) 明確實(shí)驗(yàn)原理，了解具體操作，要圍繞“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)原理對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)中需要注意的問(wèn)題進(jìn)行理解記憶，本題第三問(wèn)運(yùn)用圖解法分析AO拉力的變化情況，也可以運(yùn)用函數(shù)法得到拉力與繩子和豎直方向夾角的函數(shù)式，再由數(shù)學(xué)知識(shí)分析．