Question

3．某实验小组用一只弹簧秤和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则，设计了如图所示的实验装置，固定在竖直木板上的量角器的直边水平，橡皮筋的一端固定于量角器的圆心O的正上方A处，另一端系绳套1和绳套2．主要实验步骤如下：
ⅰ．弹簧秤挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O处，记下弹簧秤的示数F；
ⅱ．弹簧秤挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O处，此时绳套1沿0^o方向，绳套2沿120^o方向，记下弹簧秤的示数F₁；
ⅲ．根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F₁′=①；
ⅳ．比较②，即可初步验证；
ⅴ．只改变绳套2的方向，重复上述实验步骤．
回答下列问题：
（1）完成实验步骤：①$\frac{\sqrt{3}F}{3}$；②F₁和F₁′；
（2）将绳套1由0^o方向缓慢转动到60^o方向，同时绳套2由120^o方向缓慢转动到180^o方向，此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动，保持绳套1和绳套2的夹角120^o不变．关于绳套1的拉力大小的变化，下列结论正确的是A（填选项前的序号）
A．逐渐增大   B．先增大后减小   C．逐渐减小   D．先减小后增大．

Answer 1

分析 （1）根据的平行四边形定则计算绳套1的拉力，通过比较F₁和F₁′，在误差范围内相同，则可初步验证；
（2）两个绳套在转动过程中，合力保持不变，根据平行四边形定则判断即可．

解答 解：（1）①根据的平行四边形定则计算绳套1的拉力F₁′=Ftan30°=$\frac{\sqrt{3}F}{3}$，
②通过比较F₁和F₁′，在误差范围内相同，则可初步验证，
（2）两个绳套在转动过程中，合力保持不变，根据平行四边形定则画出图象，如图所示：

根据图象可知，绳套1的拉力大小逐渐增大，故A正确．
故选：A
故答案为：（1）①$\frac{\sqrt{3}F}{3}$，②F₁和F₁′；（2）A

点评 本题主要考查了平行四边形定则的直接应用，第二问是三力平衡问题中的动态分析问题，关键受力分析后，作出示意图，然后运用力的平行四边形定则进行分析讨论，难度适中．