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；

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，且；

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，緩慢地拉起彈簧Q，使彈簧P偏離豎直方向夾角為，測出彈簧Q的長度為及其軸線與豎直方向夾角為，如圖乙所示；

(1)取重力加速度，則彈簧P的勁度系數________；

(2)若要驗證力的平行四邊形定則，和需滿足的條件是________cm，________。

Answer 1

【答案】 17.50

【解析】

(1)[1]彈簧P的勁度系數

(2)[2][3]由平衡條件可知

，

因為細繩搭在彈簧Q的掛鉤上，所以

聯(lián)立解得

，

則