Question

8．用如下的器材和方法可以驗證“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．第一次實驗中，步驟如下：
A．在三根輕繩下掛上一定數(shù)量的鉤碼，并使結點O靜止；
B．在白紙上描下O點的位置和三根繩子的方向，以O點為起點，作出三拉力的圖示；
C．以繞過P₂、P₃繩的兩個力為鄰邊作平行四邊形，作出O點為起點的平行四邊形的對角線，量出對角線的長度；
D．檢驗對角線的長度和繞過P₁繩拉力的圖示的長度是否一樣，方向是否在一條直線上．
（1）這次實驗中，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）第二次實驗時，改變滑輪P₂、P₃的位置和相應繩上鉤碼的數(shù)量，使結點平衡，繩的結點不必（填“必須”或“不必”）與第一次實驗中白紙上描下的O點重合．實驗中，若桌面不水平不會（填“會”或“不會”）影響實驗的結論．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)力的合成原則，求出兩個力合成的范圍即可；
（2）本實驗不是采用等效替代法做實驗，所以繩的結點不必保持不變．

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）本實驗不是先用一根繩拉，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，所以O點的位置可以改變，若桌面不水平，也不會影響實驗結論．
故答案為：（1）m；3m；（2）不必；不會．

點評 本題解題時要注意與我們書本上驗證力的平行四邊形實驗的區(qū)別，知道本實驗不是采用等效替代法做實驗，所以繩的結點不必保持不變．