Question

15．在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中：
（1）某同學(xué)在實驗過程中的部分實驗步驟如下，請你仔細讀題并完成有關(guān)空缺部分內(nèi)容（實驗中使用的鉤碼質(zhì)量都相等）：
I．將一根橡皮筋的一端固定在貼有白紙的豎直平整木板上，另一端系上兩根細線．
II．在其中一根細線上掛5個鉤碼，使橡皮筋拉伸，如圖（甲）所示，記錄下鉤碼的個數(shù)及結(jié)點O到達的位置、細線上拉力的方向．
III．將步驟Ⅱ中的鉤碼取下，然后分別在兩根細線上掛上4個和3個鉤碼，用兩光滑硬棒B、C使兩細線互成角度，如圖（乙）所示，小心調(diào)整B、C的位置，使使結(jié)點O到達相同的位置，記錄下兩邊鉤碼個數(shù)及兩根細線上力的方向
（2）如果“力的平行四邊形定則”得到驗證，那么圖（乙）中$\frac{cosα}{cosβ}$=3：4．

Answer 1

分析 （1）“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(biāo)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．
（2）根據(jù)平衡條件列方程可正確解答．

解答 解：（1）Ⅱ、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：細線結(jié)點的位置O，細線的方向；
Ⅲ、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O到達相同的位置，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：3mgcosα=4mgcosβ…②
聯(lián)立①②解得：$\frac{cosα}{cosβ}$=$\frac{3}{4}$．
故答案為：（1）Ⅱ、結(jié)點O到達的位置；細線上拉力的方向；Ⅲ、使結(jié)點O到達相同的位置；兩根細線上力的方向；（2）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．