Question

【題目】某同學在家中找到兩根一樣的輕彈簧P和Q、裝有水總質量m=1kg的礦泉水瓶、刻度尺、量角器和細繩等器材，設計如下實驗驗證力的平行四邊形定則，同時測出彈簧的勁度系數k。其操作如下：

a．將彈簧P上端固定，讓其自然下垂，用刻度尺測出此時彈簧P的長度L0=12.50cm；

b．將礦泉水瓶通過細繩連接在彈簧P下端，待礦泉水瓶靜止后用刻度尺測出此時彈簧P的長度L1，如圖甲所示，則L1=_____cm；

c．在細繩和彈簧Q的掛鉤上涂抹少許潤滑油，將細繩搭在掛鉤上，緩慢的拉起彈簧Q，使彈簧P偏離豎直方向夾角為60°，測出彈簧Q的長度為L2及其軸線與豎直方向夾角為θ，如圖乙所示；

（1）取重力加速度g=10m/s2，則彈簧P的勁度系數k=_____；

（2）若要驗證力的平行四邊形定則，L2和θ需滿足的條件是L2=_____cm，θ=_____。

Answer 1

【答案】 17.50 200N/m 17.50 60

【解析】b、由圖可讀出L1=17.50cm；

c. （1）彈簧P的勁度系數 ；

（2）由平衡條件可知： ； ；由題意可知TP=mg；聯立解得TQ=mg；θ=600，則L2=L1=17.50cm