Question

4．一同學設計如下實驗過程來“驗證力的平行四邊形定則”，部分實驗步驟如下，請完成有關內容：（每空一分）
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，另一端拴上兩根細線
B．其中一根細線掛上5個質量相等的鉤碼，使橡皮筋拉伸，如圖甲所示，記錄O點的位置和記錄細繩的方向．
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，如圖乙所示，小心調整B、C的位置，使兩次結點O的位置重合，并記錄兩個細繩的方向．
（2）如果“力的平行四邊形定則”得到驗證，那么圖乙中cosβ：cosα=4：3．

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）B、一根細線掛上5個質量相等的鉤碼，使橡皮筋拉伸，需記錄O點的位置和細繩的方向．
C、為了使第二次兩拉力的共同作用效果與第一次一個拉力的作用效果相同，則兩次結點O的位置應重合．
（2）根據O點處于平衡狀態，正交分解有：
豎直方向：4mgsinα+3mgsinβ=5mg   ①
水平方向：4mgcosα=3mgcosβ    ②
聯立①②解得：$\frac{cosβ}{cosα}=\frac{4}{3}$．
故答案為：（1）記錄細繩的方向，兩次結點O的位置重合，（2）4：3．

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．