| 探究两个互成角度的力的合成规律 题目答案及解析

稿件来源:高途

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必修1

第三章 相互作用

3.4 力的合成

探究两个互成角度的力的合成规律

某实验小组用一个弹簧测力计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,橡皮筋的一端固定在量角器的圆心$O$的正上方$A$处,另一端系上绳套$1$和绳套$2$。主要实验步骤如下:

$.$弹簧测力计挂在绳套$1$上竖直向下拉橡皮筋,使橡皮筋与绳套的结点到达$O$处,记下弹簧测力计的示数$F$

$.$弹簧测力计挂在绳套$1$上,沿水平方向缓慢拉橡皮筋,同时用手拉着绳套$2$沿$120^\circ$方向缓慢拉橡皮筋。使橡皮筋与绳套的结点到达$O$处,记下弹簧测力计的示数$F_{1}$

$.$根据力的平行四边形定则计算绳套$1$的拉力大小$F_{1}^\prime=$

$.$比较②,若在误差允许的范围内相同,即可初步验证力的平行四边形定则

$.$只改变绳套$2$的方向,重复上述实验步骤

回答下列问题:

完成实验步骤:①                 ;②                 

[["$\\dfrac{\\sqrt{3}F}{3}$","$F_{1}$和$F_{1}^\\prime$"]]

由力的平行四边形定则计算绳套$1$的拉力

$F_{1}^\prime=F\tan30^\circ=$$\dfrac{\sqrt{3}}{3}$$F$

通过比较$F_{1}$$F_{1}^\prime$,在误差允许范围内相同,则可初步验证力的平行四边形定则。

将绳套$1$$0^\circ$方向缓慢转动到$60^\circ$方向,同时绳套$2$$120^\circ$方向缓慢转动到$180^\circ$方向,此过程中保持橡皮筋与绳套的结点在$O$处不动,保持绳套$1$和绳套$2$的夹角$120^\circ$不变。关于绳套$1$的拉力大小的变化,下列结论正确的是$(\quad\ \ \ \ )$(填选项前的字母)。

["

逐渐增大

","

先增大后减小

","

逐渐减小

","

先减小后增大

"]
[["A"]]

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像,如图所示,由图像可知,绳套$1$的拉力大小逐渐增大。

故选:$\rm A$

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