Question

【題目】利用下列器材設計實驗研究三力平衡的規律：

器材：三根完全相同的輕質彈簧(每根彈簧的兩端均接有適當長度的細繩套)，幾個小重物，一把刻度尺，一塊三角板，一支鉛筆，一張白紙，幾枚釘子。

（1）按下列步驟進行實驗，請在橫線上將步驟補充完整：

①用兩枚釘子將白紙（白紙的上邊沿被折疊幾次）釘在豎直墻壁上，將兩根彈簧一端的細繩套分別掛在兩枚釘子上，另一端的細繩套與第三根彈簧一端的細繩套連接。待裝置靜止后，用刻度尺測出第三根彈簧兩端之間的長度，記為L0；

②在第三根彈簧的另一個細繩套下面掛一個重物，待裝置靜止后，用鉛筆在白紙上記下結點的位置O和三根彈簧的方向。用刻度尺測出第一、二、三根彈簧的長度L1、L2、L3，則三根彈簧對結點O的拉力之比為_____________；

③取下器材，將白紙平放在桌面上。用鉛筆和刻度尺從O點沿著三根彈簧的方向畫直線，按照一定的標度作出三根彈簧對結點O的拉力F1、F2、F3的圖示。用平行四邊形定則求出F1、F2的合力F。

④測量發現F與F3在同一直線上，大小接近相等，則實驗結論為：________________________；

（2）若釘子位置固定，利用上述器材，改變條件再次驗證，可采用的辦法是____________；

Answer 1

【答案】（L1-L0）：（L2-L0）：（L3-L0） 在實驗誤差范圍內，結點O受三個力的作用處于靜止狀態，合力為零 換不同重量的小重物

【解析】

（1）根據胡克定律求解三根彈簧對結點O的拉力，即可求出拉力的比值；
（2）改變條件，重復實驗時可換不同重量的小重物進行；

（1）②根據胡克定律得，第一、二、三根彈簧的拉力分別為、、，k為彈簧的勁度系數，則三根彈簧對結點O的拉力之比為：

；
④由題知，的合力為F，F與在同一直線上，大小接近相等，說明在實驗誤差范圍內，結點O受三個力的作用處于靜止狀態，合力為零；
（2）若改變條件再次驗證，可采用的辦法是換不同重量的小重物，重復進行實驗。