Question

8．用如下的器材和方法可以驗(yàn)證“力的平行四邊形定則“．在圓形桌子透明桌面上平鋪一張白紙，在桌子邊緣安裝三個(gè)光滑的滑輪，其中，滑輪P₁固定在桌子邊，滑輪P₂、P₃可沿桌邊移動(dòng)．第一次實(shí)驗(yàn)中，步驟如下：
A．在三根輕繩下掛上一定數(shù)量的鉤碼，并使結(jié)點(diǎn)O靜止；
B．在白紙上描下O點(diǎn)的位置和三根繩子的方向，以O(shè)點(diǎn)為起點(diǎn)，作出三拉力的圖示；
C．以繞過P₂、P₃繩的兩個(gè)力為鄰邊作平行四邊形，作出O點(diǎn)為起點(diǎn)的平行四邊形的對(duì)角線，量出對(duì)角線的長(zhǎng)度；
D．檢驗(yàn)對(duì)角線的長(zhǎng)度和繞過P₁繩拉力的圖示的長(zhǎng)度是否一樣，方向是否在一條直線上．
（1）這次實(shí)驗(yàn)中，若一根繩掛的質(zhì)量為m，另一根繩掛的質(zhì)量為2m，則第三根繩掛的質(zhì)量一定大于m且小于3m．
（2）第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變滑輪P₂、P₃的位置和相應(yīng)繩上鉤碼的數(shù)量，使結(jié)點(diǎn)平衡，繩的結(jié)點(diǎn)不必（填“必須”或“不必”）與第一次實(shí)驗(yàn)中白紙上描下的O點(diǎn)重合．實(shí)驗(yàn)中，若桌面不水平不會(huì)（填“會(huì)”或“不會(huì)”）影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)論．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)力的合成原則，求出兩個(gè)力合成的范圍即可；
（2）本實(shí)驗(yàn)不是采用等效替代法做實(shí)驗(yàn)，所以繩的結(jié)點(diǎn)不必保持不變．

解答 解：（1）若一根繩掛的質(zhì)量為m，另一根繩掛的質(zhì)量為2m，則兩繩子的拉力分別為：mg、2mg，兩繩子拉力的合力F的范圍是：|2mg-mg|≤F≤mg+2mg，即：mg≤F≤3mg，三力的合力為零，則第三根繩掛的質(zhì)量范圍在m-3m之間，即第三根繩掛的質(zhì)量一定大于m且小于3m．
（2）本實(shí)驗(yàn)不是先用一根繩拉，然后用兩根繩去拉，使一根繩拉的作用效果與兩根繩拉的作用效果相同，而是三根繩都直接拉O點(diǎn)，所以O(shè)點(diǎn)的位置可以改變，若桌面不水平，也不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論．
故答案為：（1）m；3m；（2）不必；不會(huì)．

點(diǎn)評(píng) 本題解題時(shí)要注意與我們書本上驗(yàn)證力的平行四邊形實(shí)驗(yàn)的區(qū)別，知道本實(shí)驗(yàn)不是采用等效替代法做實(shí)驗(yàn)，所以繩的結(jié)點(diǎn)不必保持不變．