◎ 题目

利用下列器材设计实验研究三力平衡的规律： 器材：三根完全相同的轻质弹簧（每根弹簧的两端均接有适当长度的细绳套），几个小重物，一把刻度尺，一块三角板，一枝铅笔，一张白纸，几枚钉子． （1）按下列步骤进行实验，请在横线上将步骤补充完整： ①用两枚钉子将白纸（白纸的上边沿被折叠几次）钉在竖直墙壁上，将两根弹簧一端的细绳套分别挂在两枚钉子上，另一端的细绳套与第三根弹 簧一端的细绳套连接．待装置静止后，用刻度尺测出第三根弹簧两端之间的长度，记为L0； ②在第三根弹簧的另一个细绳套下面挂一个重物，待装置静止后，用铅笔在白纸上记下结点的位置O和三根弹簧的方向．用刻度尺测出第一、二、三根弹簧的长度L1、L2、L3，则三根弹簧对结点O的拉力之比为______； ③取下器材，将白纸平放在桌面上．用铅笔和刻度尺从O点沿着三根弹簧的方向画直线，按照一定的标度作出三根弹簧对结点O的拉力F1、F2、F3的图示．用平行四边形定则求出F1、F2的合力F． ④测量发现F与F3在同一直线上，大小接近相等，则实验结论为：______； （2）若钉子位置固定，利用上述器材，改变条件再次验证，可采用的办法是______； （3）分析本实验的误差来源，写出其中两点：______；______．

◎ 答案

（1）②根据胡克定律得，第一、二、三根弹簧的拉力分别为F1=k（L1-L0）、F2=k（L2-L0）、F3=k（L3-L0），k为弹簧的劲度系数，则三根弹簧对结点O的拉力之比为（L1-L0）：（L2-L0）：（L3-L0）． ④由题知，F1、F2的合力为F，F与F3在同一直线上，大小接近相等，说明在实验误差范围内，结点O受三个力的作用处于静止状态，合力为零； （2）变条件再次验证，可采用的办法是换不同重量的小重物，重复进行实验． （3）本实验在竖直平面进行，实验的误差来源可能有：未考虑弹簧自身的重量、记录O、L0、L1、L2、L3及弹簧的方向时产生误差（或白纸未被完全固定等）． 故答案为：（1）②（L1-L0）：（L2-L0）：（L3-L0） ④在实验误差范围内，结点O受三个力的作用处于静止状态，合力为零 （2）换不同重量的小重物 （3）未考虑弹簧自身的重量；记录O、L0、L1、L2、L3及弹簧的方向时产生误差（或白纸未被完全固定等）

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“利用下列器材设计实验研究三力平衡的规律：器材：三根完全相同的轻质弹簧（每根弹簧的两端均接有适当长度的细绳套），几个小重物，一把刻度尺，一块三角板，一枝铅笔，一张白纸，…”主要考查了你对  【滑动摩擦力、动摩擦因数】，【力的合成】，【共点力的平衡】，【实验：验证力的平行四边形定则】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。