题目内容

6.某同学用如图所示的装置,探究共点力合成的规律.ABCD为竖直平板,E、F两处固定了摩擦不计的轻质滑轮,滑轮的轴保持水平,所用绳子的质量可不计.第一次实验,当装置平衡时,记下绳子的结点D和三段绳子拉力的方向和对应钩码的数目,数据如图所示,如果“力的平行四边形定则”成立,则$\frac{sinβ}{sinα}$=$\frac{4}{3}$;第二次实验,仅把右侧滑轮F的位置移动到图中的G点,待稳定后,∠EOF将不变(选填“变大”、“变小”或“不变”).

分析 稳定后,O点处于平衡状态,所受三个力的合力为零,即任何两个力的合力与另外一个力等大反向,根据平衡条件和平行四边形定则可正确解答.

解答 解:第一次实验,当装置平衡时,记下绳子的结点D和三段绳子拉力的方向和对应钩码的数目,
根据O点处于平衡状态,正交分解有:
竖直方向:3mgsinα+4mgsinβ=5mg ①
水平方向:3mgcosα=4mgcosβ ②
联立①②解得:$\frac{sinβ}{sinα}$=$\frac{4}{3}$.
以O点为研究对象,受到三个力的作用,由于钩码个数不变,因此三个力的大小不变,O点所受竖直方向的拉力大小方向不变,即EO,FO两绳子拉力的合力大小方向不变,根据平行四边形定则可知,二力的大小不变,其合力的大小方向不变,则该二力的夹角不变,故∠EOF不变;
故答案为:方向,$\frac{4}{3}$,不变.

点评 掌握三力平衡的条件,理解平行四边形定则,同时验证平行四边形定则是从力的图示角度去作图分析.

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