题目内容

在“用橡皮筋验证力的平行四边形定则”的实验中,某同学的实验记录如下图所示,图中F1=3.0 N,F2=5.0 N,OF1与伸长的橡皮筋方向垂直,OF2与橡皮筋方向的夹角为37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:

(1)两个力F1F2的合力大小;

(2)保持结点O的位置和F2的方向不变,让F1从图示的位置开始沿顺时针方向缓慢转动,试讨论F1F2的大小怎样变化.

(1)4.0 N(2)F1先减小后增大,最大值是4.0 N;F2一直减小,最小值是零

解析:(1)将F2沿橡皮筋方向和垂直于橡皮筋方向分解:F2=F2sin37°=3.0 N    F2沿=F2cos37°=4.0 N,可见,F2垂与F1平衡,F1F2的合力就等于F2沿=4.0 N.

(2)保持结点O的位置不变,也就是保持F1F2的合力不变,从平行四边形的角度看,对角线不变,邻边F2与对角线的夹角不变,F1从图示的位置开始沿顺时针方向缓慢转动时,F1先减小,当F1F2垂直时,F1最小,然后逐渐增大,整个过程F2一直减小;当F1与橡皮筋同方向时F1最大,最大值等于合力4.0 N,此时F2最小,最小值是零.

可见,有关力的平衡的动态问题,应从平行四边形的角度去分析.


练习册系列答案
相关题目
(2013?深圳二模)(1)根据要求,完成“验证力的平行四边形定则”实验.
①如图甲所示,把白纸固定在木板上后,再把木板竖立在桌面上,用图钉把橡皮筋 的一端固定在A点,另一端B连结两条轻绳,跨过定滑轮后各栓一细绳套,分别 挂上3个钩码和4个钩码(每个钩码重lN),调整滑轮的位置,稳定后结点B位 于O处,记下
O的位置
O的位置
和两条轻绳的方向,取下滑轮及钩码.
②如图乙所示,取某单位长度表示lN,用力的图示作出两条轻绳的拉力F1和F2;再用一把弹簧测力计把结点万也拉至O处,记下测力计的读数F′=
5.0
5.0
N,取下测力计.
③在图丙作出F1和F2的合力F及拉力F′的图示.(图作在答题卡上)
④对比F和F′的大小和方向,发现它们不是完全一致的,其可能的原因是
测量存在误差
测量存在误差
(填一个原因)

(2)图1是“用伏安法测量金属丝电阻率ρ”的实验电路图.
①用螺旋测微器测得金属丝直径d如图2所示,可读出d=
3.95
×10
-4
 
3.95
×10
-4
 
m.
②闭合电键,调节P的位置,读出MP的长度为x时电压表和电流表的示数,算出对 应的电阻R,利用多组数据绘出如图3所示的R-x图象,可得该图线的斜率 k=
10
10
Ω/m.
③利用图线的斜率k、金属丝的直径d,得到金属丝电阻率ρ的表达式为
π
d
2
 
k
4
π
d
2
 
k
4

④图中的a导线从电流表的“0.6A”接线柱改接于电流表的“-”接线柱上,可以测 量电源的电动势和内阻.闭合电键,调节P的位置,读出多组电压表和电流表的 示数,把实验得到的数据绘成如图4所示的U-I图象,得出电源的电动势 E=
2.80
2.80
V;若R0=2.0Ω,则电源的内阻r=
1.0
1.0
Ω.

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