题目内容
【题目】某同学在家中找到两根一样的轻弹簧P和Q、装有水总质量
的矿泉水瓶、刻度尺、量角器和细绳等器材,设计如下实验验证力的平行四边形定则,同时测出弹簧的劲度系数k。其操作如下:
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a.将弹簧P上端固定,让其自然下垂,用刻度尺测出此时弹簧P的长度
;
b.将矿泉水瓶通过细绳连接在弹簧P下端,待矿泉水瓶静止后用刻度尺测出此时弹簧P的长度
,且
;
c.在细绳和弹簧Q的挂钩上涂抹少许润滑油,将细绳搭在挂钩上,缓慢地拉起弹簧Q,使弹簧P偏离竖直方向夹角为
,测出弹簧Q的长度为
及其轴线与竖直方向夹角为
,如图乙所示;
(1)取重力加速度
,则弹簧P的劲度系数
________;
(2)若要验证力的平行四边形定则,
和
需满足的条件是
________cm,
________。
【答案】
17.50
【解析】
(1)[1]弹簧P的劲度系数
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(2)[2][3]由平衡条件可知
,![]()
因为细绳搭在弹簧Q的挂钩上,所以
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联立解得
,![]()
则
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