Question

4．一同学设计如下实验过程来“验证力的平行四边形定则”，部分实验步骤如下，请完成有关内容：（每空一分）
A．将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端拴上两根细线
B．其中一根细线挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录O点的位置和记录细绳的方向．
C．将步骤B中的钩码取下，分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码，用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度，如图乙所示，小心调整B、C的位置，使两次结点O的位置重合，并记录两个细绳的方向．
（2）如果“力的平行四边形定则”得到验证，那么图乙中cosβ：cosα=4：3．

Answer 1

分析 “验证力的平行四边形定则”的实验原理是：记录两个分力以及合力的大小和方向后，选用相同的标度将这三个力画出来，画出来的合力是实际值，然后根据平行四边形画出合力的理论值，通过比较实际值和理论值的关系来进行验证，明确了实验原理即可知知道实验中需要记录的物理量和具体的操作．

解答 解：（1）B、一根细线挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，需记录O点的位置和细绳的方向．
C、为了使第二次两拉力的共同作用效果与第一次一个拉力的作用效果相同，则两次结点O的位置应重合．
（2）根据O点处于平衡状态，正交分解有：
竖直方向：4mgsinα+3mgsinβ=5mg   ①
水平方向：4mgcosα=3mgcosβ    ②
联立①②解得：$\frac{cosβ}{cosα}=\frac{4}{3}$．
故答案为：（1）记录细绳的方向，两次结点O的位置重合，（2）4：3．

点评 要围绕“验证力的平行四边形定则”的实验原理对实验步骤和实验中需要注意的问题进行理解，正确理解“等效代替”的含义．