Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的器材驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”.在水平的圓形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).

步驟如下：

A.在三根輕繩下掛上一定數(shù)量的鉤碼，調(diào)整滑輪P2、P3，位置并使結(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點(diǎn)為起點(diǎn)，用同一標(biāo)度作出三個(gè)拉力的圖示；

C.以繞過(guò)滑輪P2、P3繩的兩個(gè)力為鄰邊作平行四邊形，作出以O點(diǎn)為起點(diǎn)的平行四邊形的對(duì)角線(xiàn)，量出對(duì)角線(xiàn)的長(zhǎng)度；

D.檢驗(yàn)對(duì)角線(xiàn)的長(zhǎng)度和繞過(guò)滑輪P繩拉力的圖示的長(zhǎng)度是否一樣，方向是否在一條直線(xiàn)上.

(1)第一次實(shí)驗(yàn)中，若一根繩掛的鉤碼質(zhì)量為m，另一根繩掛的鉤碼質(zhì)量為2m，則第三根繩所掛的鉤碼質(zhì)量M應(yīng)滿(mǎn)足關(guān)系___________________.

(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)__________(選填“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，若桌面傾斜，____________(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)論.

Answer 1

【答案】（1）m<M<3m； （2）不必， 不會(huì)；

【解析】

(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：、，兩繩不共線(xiàn)，兩繩子拉力的合力F的范圍是：，即；三力的合力為零，則第三根繩拉力范圍為，第三根繩掛的鉤碼質(zhì)量。

(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點(diǎn)的位置可以改變。

若桌面不水平，繩中拉力仍等于鉤碼重力，對(duì)實(shí)驗(yàn)以及實(shí)驗(yàn)結(jié)論無(wú)影響。