Question

5．“驗證力的平行四邊形定則”實驗中：
（1）部分實驗步驟如下，請完成有關(guān)內(nèi)容：
A．將一根橡皮筋的一端固定在貼有白紙的豎直平整木板上，另一端綁上兩根細線；
B．在其中一根細線上掛上5個質(zhì)量相等的鉤碼，使橡皮筋拉伸，如圖甲所示，記錄：結(jié)點O的位置、鉤碼個數(shù)及細線方向；
C．將步驟B中的鉤碼取下，分別在兩根細線上掛上4個和3個質(zhì)量相等的鉤碼，用兩光滑硬棒B、C使兩細線互成角度，如圖乙表示，小心調(diào)整B、C的位置，使橡皮筋下端伸長到O點，并記錄鉤碼個數(shù)及細線方向；
（2）如果“驗證力的平行四邊形定則”得到驗證，那么圖乙中$\frac{cosα}{cosβ}$=$\frac{3}{4}$．

Answer 1

分析 “驗證力的平行四邊形定則”的實驗原理是：記錄兩個分力以及合力的大小和方向后，選用相同的標度將這三個力畫出來，畫出來的合力是實際值，然后根據(jù)平行四邊形畫出合力的理論值，通過比較實際值和理論值的關(guān)系來進行驗證，明確了實驗原理即可知知道實驗中需要記錄的物理量和具體的操作．

解答 解：（1）根據(jù)實驗原理可知，圖甲中需要記錄合力的大小和方向后，畫出來的合力是實際值，該實驗中根據(jù)鉤碼個數(shù)來表示拉力大小，因此需要記錄的是：鉤碼個數(shù)（或細線拉力），橡皮筋與細線結(jié)點的位置O，細線的方向，該實驗采用“等效代替”法，因此在用兩個繩套拉橡皮筋時，要將橡皮筋與細線結(jié)點拉到與步驟B中結(jié)點位置O點，同時記錄鉤碼個數(shù)和對應(yīng)的細線方向．
（2）根據(jù)O點處于平衡狀態(tài)，正交分解有：
豎直方向：4mgsinα+3mgsinβ=5mg   ①
水平方向：4mgcosα=3mgcosβ    ②
聯(lián)立①②解得$\frac{cosα}{cosβ}=\frac{3}{4}$．
故答案為：（1）橡皮筋下端伸長到O點；（2）$\frac{3}{4}$．

點評 要圍繞“驗證力的平行四邊形定則”的實驗原理對實驗步驟和實驗中需要注意的問題進行理解，正確理解“等效代替”的含義．