高中物理相互作用实验验证力的平行四边形定则练习新人教版.docx

实验验证力的平行四边形定则实验原理及注意事项1.(2017泰州高一检测)如图是“探究求合力的方法”实验示意图.图(甲)表示在两个拉力F1,F2的共同作用下,将橡皮条的结点拉长到O点;图(乙)表示准备用一个拉力F拉橡皮条.下列说法正确的是(D)A.(甲)实验时,两个拉力的大小应相等B.(甲)实验时,两个拉力的方向应互相垂直C.(乙)实验时,只需使橡皮条的伸长量与甲实验相等D.(乙)实验时,需将橡皮条的结点拉到O点解析:(甲)实验时,两个拉力的大小适当,将橡皮条拉到O点,并非要求它们的大小一定相等,选项A错误;实验时两个分力的夹角大小适当即可,并非要求一定垂直,选项B错误;(乙)实验时,要求橡皮条的伸长量和形变方向与(甲)实验相等,即将结点拉到O点,选项C错误,D正确.2.(2017连云港高一检测)用如图装置做“探究求合力的方法”的实验,下列说法中正确的是(B)A.实验中只需记录弹簧测力计示数的大小B.同一实验过程中,结点O的位置不变C.用铅笔沿图中细线直接画出直线表示该力的方向D.用两只弹簧测力计拉橡皮条时,两线绳间夹角必须为90,以便求出合力的大小解析:实验中需记录弹簧测力计拉力的大小和方向还有结点的位置,选项A错误;要保证两个弹簧测力计的拉力与一个弹簧测力计的拉力效果相同,橡皮条要沿相同方向伸长量相同,则O点的位置应不变,选项B正确;记录方向时,通过在细线下方描点的方法进行,选项C错误;在实验中两个分力的夹角大小适当,且二力的大小要适量大些,这样有利于减小实验中偶然误差的影响,不需要夹角必须为90,合力是通过作图得出的,不是计算出来的,选项D错误.实验步骤及数据处理3.在做“探究求合力的方法”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,先用一个弹簧测力计拉橡皮条的另一端到某一点(结点)并记下该点的位置;再将橡皮条的另一端系两根细绳,细绳的另一端都有绳套,用两个弹簧测力计分别钩住绳套,并互成角度地拉橡皮条.(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项,其中正确的是.A.在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行B.两根细绳必须等长C.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上D.在用两个弹簧测力计同时拉细绳时要注意使两个弹簧测力计的读数相等E.在用两个弹簧测力计同时拉细绳时必须将橡皮条的结点拉到用一个弹簧测力计拉时记下的结点位置(2)某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力F1和F2,图中小正方形的边长表示2 N,两力的合力用F表示,F1,F2与F的夹角分别为1和2,下列说法正确的是.A.F1=4 N B.F=12 NC.1=45D.12,选项B,C正确,A,D错误.答案:(1)AE(2)BC4.(2017上饶检测)某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材做“探究求合力的方法”,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,橡皮条的一端固定于量角器的圆心O的正上方A处,另一端系绳套1和绳套2,主要实验步骤如下:.弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮条,使橡皮条的结点到达O点处,记下弹簧测力计的示数F;.弹簧测力计挂在绳套1上,手拉着绳套2,缓慢拉橡皮条,使橡皮条的结点到达O处,此时绳套1沿0方向,绳套2沿120方向,记下弹簧测力计的示数F1;.根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F1=.比较即可初步验证.只改变绳套2的方向,重复上述实验步骤.回答下列问题:(1)完成实验步骤中;(2)将绳套1由0方向缓慢转动到60方向,同时绳套2由120方向缓慢转动到180方向,此过程中保持橡皮条的结点在O处不动,保持绳套1和绳套2的夹角120不变,关于绳套1的拉力大小的变化,下列结论正确的是.(填选项前的序号)A.逐渐增大B.先增大后减小C.逐渐减小D.先减小后增大解析:(1)根据平行四边形定则计算绳套1的拉力F1=Ftan 30=,通过比较F1和F1,在误差范围内相同,则可初步验证.(2)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关系图像,如图所示.由此可知,绳套1的拉力大小逐渐增大,选项A正确.答案:(1)F1和F1(2)A5.(2017吉林高一检测)如图所示,某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解.A,B为两个相同的双向力传感器,该型号传感器在受到拉力时读数为正,受到压力时读数为负.A连接质量不计的细绳,可沿固定的板做圆弧形移动.B固定不动,通过光滑铰链连接长0.3 m的杆.将细绳连接在杆右端O点构成支架.保持杆在水平方向,按如下步骤操作:测量绳子与水平杆的夹角AOB=对两个传感器进行调零用另一根绳在O点悬挂一个钩码,记录两个传感器的读数取下钩码,移动传感器A改变角重复上述实验步骤,得到表格.F1/N1.0010.5801.002F2/N-0.868-0.2910.8653060150(1)根据表格数据,A传感器对应的是表中力 (填“F1”或“F2”),钩码质量为 kg.(g取10 m/s2,保留一位有效数字)(2)本实验中多次对传感器进行调零,对此操作说明正确的是.A.因为事先忘记调零B.何时调零对实验结果没有影响C.为了消除横杆自身重力对结果的影响D.可以完全消除实验的误差解析:(1)由表格数据可知,F1都是正值,传感器受到的都是拉力,因绳子只能提供拉力,故A传感器对应的是表中力F1.由于=30时F1=1.001 N,F2=0.868 N,此时F1,F2的合力与钩码对O的拉力是一对平衡力,则有F1sin 30=mg,解得m=0.05 kg.(2)本实验中多次对传感器进行调零,为了消除横杆自身重力对结果的影响,选项C正确.答案:(1)F10.05(2)C【教师备用】 (2017杭州高一检测)某实验小组做“探究求合力的方法”实验,实验室提供的器材有:三根相同的弹簧、一块木板、细绳套、刻度尺、白纸和钉子若干.试根据他们的实验步骤按照要求完成有关问题:(1)如图(甲)a,b所示,他们先把弹簧静放在水平面上,然后记录弹簧两端的位置A,B,再用刻度尺测出A,B间的距离为L0,读出L0=cm.(2)接着他们利用三根弹簧做“探究求合力的方法”实验.将一根弹簧(记作)一端固定在钉子上,另一端套上细绳套,用另外两根弹簧(记作,)互成角度拉,如图(乙)所示,待稳定后,在白纸上分别记录三根弹簧两端的位置、细绳套结点O及细绳套方向上的M,N,P,如图(丙)所示.若测得三个弹簧伸长后的长度分别是L=16.20 cm,L=18.15 cm,L=16.69 cm,则:因弹簧劲度系数未知,你应该用哪个物理量的大小代替弹力F的大小画力的图示?答: ;在图(丙)中作出弹簧,的弹力F2,F3的图示;你选用的标度是 ;弹簧与的合力与弹簧的弹力为一对平衡力,即大小相等,方向相反.请在图(丙)中用力的图示表示该合力F;分别连接F2,F3与F的末端,观察合成遵循的规律.(3)改变弹簧,之间的夹角,重复操作,进一步探究合成遵循的规律.解析:(1)由刻度尺的读数方法可知,长度为8.10 cm;(2)虽