Question

13．用如下的器材和方法可以验证“力的平行四边形定则“．在圆形桌子透明桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮，其中，滑轮P₁固定在桌子边，滑轮P₂、P₃可沿桌边移动．第一次实验中，步骤如下：
A．在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，并使结点O静止；
B．在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向，以O点为起点，作出三拉力的图示；
C．以绕过P₂、P₃绳的两个力为邻边作平行四边形，作出O点为起点的平行四边形的对角线，量出对角线的长度；
D．检验对角线的长度和绕过P₁绳拉力的图示的长度是否一样，方向是否在一条直线上．
（1）这次实验中，若一根绳挂的质量为m，另一根绳挂的质量为2m，则第三根绳挂的质量一定大于m且小于3m．
（2）第二次实验时，改变滑轮P₂、P₃的位置和相应绳上钩码的数量，使结点平衡，绳的结点不必（填“必须”或“不必”）与第一次实验中白纸上描下的O点重合．实验中，若桌面不水平不会（填“会”或“不会”）影响实验的结论．

Answer 1

分析 （1）根据力的合成原则，求出两个力合成的范围即可；
（2）本实验不是采用等效替代法做实验，所以绳的结点不必保持不变．

解答 解：（1）若一根绳挂的质量为m，另一根绳挂的质量为2m，则两绳子的拉力分别为：mg、2mg，两绳子拉力的合力F的范围是：|2mg-mg|≤F≤mg+2mg，即：mg≤F≤3mg，三力的合力为零，则第三根绳挂的质量范围在m-3m之间，即第三根绳挂的质量一定大于m且小于3m．
（2）本实验不是先用一根绳拉，然后用两根绳去拉，使一根绳拉的作用效果与两根绳拉的作用效果相同，而是三根绳都直接拉O点，所以O点的位置可以改变，若桌面不水平，也不会影响实验结论．
故答案为：（1）m；3m；（2）不必；不会．

点评 本题解题时要注意与我们书本上验证力的平行四边形实验的区别，知道本实验不是采用等效替代法做实验，所以绳的结点不必保持不变．