Question

16．某實(shí)驗(yàn)小組用一只彈簧秤和一個(gè)量角器等器材驗(yàn)證力的平行四邊形定則，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．固定在豎直木板上的量角器直邊水平，橡皮筋的一端固定于量角器的圓心O的正上方A處，另一端系繩套1和繩套2．主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
Ⅰ．彈簧秤掛著繩套1上豎直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的結(jié)點(diǎn)到達(dá)O處，記下彈簧秤的示數(shù)F；
Ⅱ．彈簧秤掛在繩套1上，手拉繩套2，緩慢拉橡皮筋，使橡皮筋的結(jié)點(diǎn)到達(dá)O處，此時(shí)繩套1沿0°方向，繩套2沿120°方向，記下彈簧秤的示數(shù)F₁；
Ⅲ．根據(jù)力的平行四邊形定則計(jì)算繩套1的拉力
F₁′=$\frac{①}{\;}$；
Ⅳ．比較$\frac{②}{\;}$，即可初步驗(yàn)證；
Ⅴ．只改變繩套2的方向，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟．
回答下列問題：
（1）完成實(shí)驗(yàn)步驟：①$\frac{\sqrt{3}}{3}F$；②F₁和F₁′．
（2）將繩套1由0°方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)到60°方向，同時(shí)繩套2由120°方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)到180°方向，此過程中保持橡皮筋的結(jié)點(diǎn)在O處不動(dòng)，保持繩套1和繩套2的夾角120°不變．關(guān)于繩套1的拉力大小的變化．下列結(jié)論正確的是A（填選項(xiàng)前的序號(hào)）
A．逐漸增大  B．先增大后減小
C．逐漸減小 D．先減小后增大．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)的平行四邊形定則計(jì)算繩套1的拉力，通過比較F₁和F₁′，在誤差范圍內(nèi)相同，則可初步驗(yàn)證；
（2）兩個(gè)繩套在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，合力保持不變，根據(jù)平行四邊形定則判斷即可．

解答 解：（1）根據(jù)的平行四邊形定則計(jì)算繩套1的拉力F₁′=Ftan30°=$\frac{\sqrt{3}}{3}F$，
通過比較F₁和F₁′，在誤差范圍內(nèi)相同，則可初步驗(yàn)證，
（2）兩個(gè)繩套在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，合力保持不變，根據(jù)平行四邊形定則畫出圖象，如圖所示：

根據(jù)圖象可知，繩套1的拉力大小逐漸增大，故A正確．
故選：A
故答案為：（1）$\frac{\sqrt{3}}{3}F$；F₁和F₁′；（2）A

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了平行四邊形定則的直接應(yīng)用，第二問是三力平衡問題中的動(dòng)態(tài)分析問題，關(guān)鍵受力分析后，作出示意圖，然后運(yùn)用力的平行四邊形定則進(jìn)行分析討論，難度適中．