导学教程高考物理总复习 第二章 相互作用 实验三 验证力的平行四边形定则限时检测 新人教版.doc

实验三 验证力的平行四边形定则1在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。(1)(多选)实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的_(填字母代号)。a将橡皮条拉伸相同长度即可b将橡皮条沿相同方向拉到相同长度c将弹簧秤都拉伸到相同刻度d将橡皮条和绳的结点拉到相同位置(2)(多选)同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是_(填字母代号)。a两细绳必须等长b弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行c用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大d拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些答案(1)bd(2)bd2(2016合肥模拟)某同学用两个弹簧测力计、细线和橡皮条做共点力合成实验，最后画出了如图实12所示的图。图实12 (1)在图上标出的f1、f2、f和f四个力中，力_不是由弹簧测力计直接测得的，比较力f与力f的大小和方向基本相同，这就验证了共点力合成的平行四边形定则。(2)(多选)某同学对此实验的一些说法，其中正确的是a如果手头只有一个弹簧测力计，改变方法也可以完成实验b用两个测力计拉线时，橡皮条应沿两线夹角的角平分线c拉橡皮条的线要长一些，用以标记同一细线方向的两点要相距远些d拉橡皮条时，细线应沿弹簧测力计的轴线e在用一个测力计和同时用两个测力计拉线时，只需这两次橡皮条的伸长量相同就行解析(1)本实验是通过用两个弹簧测力计的拉力作出的平行四边形得出合力，只要合力与只用一个弹簧测力计时的拉力基本相同，则实验成功；由图可知f是由平行四边形定则得出的，故f不是由弹簧测力计直接测得的；(2)如果只有一个弹簧测力计，则可以交替测出各边的拉力，但要保证两次拉的时候效果相同，故a正确；只要橡皮条与线的结点两次都到达同一点即可，即两次效果相同，而对于拉力方向没有限制，橡皮条不需要与两线夹角的角平分线在同一直线上，故b错误；为了减小误差，拉橡皮条的细线需长些，标记方向的两点要远些，故c正确；只有细线和弹簧测力计的轴线在一条直线上时，弹簧的弹力才等于拉橡皮条的拉力，否则易使弹簧或指针与外壳发生摩擦，使误差增大，故d正确；在用一个测力计和同时用两个测力计拉线时，每次要使橡皮条形变的长度和方向都相同，即使结点o拉到同一位置，这样两次的效果才相同，才符合“等效替代”法，故e错误。答案(1)f(2)acd3 (2016淄博模拟)“验证力的平行四边形定则”的实验如图实13甲所示，其中a为固定橡皮筋的图钉，o为橡皮筋与细绳的结点，ob和oc为细绳。图实13乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。图实13(1)图乙中的_是力f1和f2的合力的理论值；_是力f1和f2的合力的实际测量值。(2)本实验采用的科学方法是a理想实验法b控制变量法c等效替代法 d建立物理模型法(3)在实验中，如果其他条件不变仅将细绳换成橡皮筋，那么实验结果是否会发生变化？答：_。(选填“变”或“不变”)(4)(多选)为了使实验能够顺利进行，且尽量减小误差，你认为下列说法或做法能够达到上述目的的是a使用弹簧测力计前应将测力计水平放置，然后检查并矫正零点b两个分力f1、f2间夹角应越大越好c标记拉力方向时，要用铅笔紧靠细绳沿绳移动铅笔画出d同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置答案(1)ff(2)c(3)不变(4)ad4某同学在做“验证互成角度的两个力合成的平行四边形定则”实验，试完成下列问题。(1)主要的两个实验步骤如下：把橡皮条的一端用图钉固定于p点，同时用两个弹簧秤将橡皮条的另一端拉到位置o。这时两弹簧秤的示数如图实14所示，则两弹簧秤的读数分别为fa_n、fb_n。图实14假如橡皮条的自由端仅用一个弹簧秤拉着，也把它拉到o点位置，弹簧秤的示数如图实15所示，则fc_n。 图实15图实16(2)用4 mm表示1 n，在图实16中作出力fa、fb和fc的图示。根据平行四边形定则在图实16中作出fa和fb的合力f，f的大小为_n。(3)实验的结果能否验证平行四边形定则：_(选填“能”或“不能”)。解析(1)题中所用弹簧秤的分度值为0.1 n，因此读数时应保留两位小数。(2)根据平行四边形定则作出fa和fb的合力f，如图所示，由图示可求得合力：f 6.08 n。(3)在误差允许范围内，由平行四边形定则作出的fa和fb的合力与fc相等，这说明能验证平行四边形定则。答案(1)3.404.006.00(2)如图所示6.08(3)能5有同学利用如图实17所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮a和b，将绳子打一个结o，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码的个数读出三根绳子的拉力ftoa、ftob和ftoc，回答下列问题：图实17(1)(多选)改变钩码的个数，能完成实验的是a钩码个数n1n22，n34b钩码个数n1n33，n24c钩码个数n1n2n34d钩码个数n13，n24，n35(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是a标记结点o的位置，并记录oa、ob、oc三段绳子的方向b量出oa、ob、oc三段绳子的长度c用量角器量出三段绳子之间的夹角d用天平测出钩码的质量(3)在作图时，你认为图实18中正确的是_(填“甲”或“乙”)。图实18解析(1)实验中的分力与合力的大小关系必须满足|ftoaftob|ftocftoaftob，因此选项b、c、d是可以完成实验的。(3)实验中ftoc是竖直向下的，拉力ftoa和ftob的合力f合由于误差不与ftoc等大反向，因此甲正确、乙错误。答案(1)bcd(2)a(3)甲6根据要求，完成“验证力的平行四边形定则”实验。(1)如图实19甲所示，把白纸固定在木板上后，再把木板竖立在桌面上，用图钉把橡皮筋的一端固定在a点，另一端b连有两条轻绳，跨过定滑轮后各拴一细绳套，分别挂上3个钩码和4个钩码(每个钩码重1 n)，调整滑轮的位置，稳定后结点b位于o处，记下_和两条轻绳的方向，取下滑轮及钩码。图实19(2)如图实19乙所示，取某单位长度表示1 n，用力的图示作出两条轻绳的拉力f1和f2；再用一个弹簧秤把结点也拉至o处，记下弹簧秤的读数f_n，取下弹簧秤。(3)在图实19丙中作出f1和f2的合力f及拉力f的图示。(4)对比f和f的大小和方向，发现它们不是完全一致的，其可能的原因是_(填一个原因)。解析(1)为使两次实验产生的效果相同，那么两次拉橡皮筋，橡皮筋的伸长量应相等，为达到这一目的，开始拉橡皮筋拉到某一位置o时，要记录这一位置，只要第二次将橡皮筋拉到同一位置即可。(2)弹簧秤的读数为5.0 n。(3)测量值与理论值是存在误差的，因此图中的测量值f与理论值f是不重合的，所作的图示如图所示。(4)本实验中的误差来源主要有测量误差；作图误差；弹簧秤自身重力的影响；滑轮与绳之间摩擦力的影响等。答案(1)o的位置(2)5.0(3)如图所示 (4)测量存在误差；作图不准；弹簧秤自身存在重力；滑轮与绳之间有摩擦等(写出一个即可)7“验证力的平行四边形定则”实验中(1)部分实验步骤如下，请完成有关内容：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，另一端绑上两根细线。b在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图实20所示，记录：_、_、_。图实20c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_，记录_。(2)如果“力的平行四边形定则”得到验证，那么图乙中_。解析(1)根据验证力的平行四边形定则实验步骤可知：b中应记录的是：结点o的位置；钩码个数(或细绳拉力大小)；拉力方向(或细线方向)。c中调整b、c位置的目的是使橡皮筋与细绳的结点o与步骤b中记录的结点位置重合，需要记录的是细线方向和钩码个数(或细线拉力大小)。(2)若平行四边形定则得到验证，设每个钩码重为g，则f5g、f14g、f23g，由三角函数关系可知三力恰好构成直角三角形，则cos 3/5，cos 4/5，所以cos /cos 3/4。答案(1)结点o的位置钩码个数拉力方向(或细线方向)橡皮筋与细线的结点o与步骤b中结点位置重合钩码个数和对应细线的方向(2)8 (2014江苏单科)小明通过实验验证力的平行四边形定则。(1)实验记录纸如图实21甲所示，o点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力f1和f2的方向分别过p1和p2点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力f3的方向过p3点。三个力的大小分别为：f13.30 n、f23.85 n和f34.25 n。请根据图中给出的标度作图求出f1和f2的合力。甲(2)仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果。他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响。实验装置如图乙所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于o点，下端n挂一重物。用与白纸平行的水平力缓慢地移动n，在白纸上记录下n的轨迹。重复上述过程，再次记录下n的轨迹。图实21两次实验记录的轨迹如图丙所示。过o点作一条直线与轨迹交于a、b两点，则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力fa、fb的大小关系为_。(3)(多选)根据(2)中的实验，可以得出的实验结果有哪些？(填写选项前的字母)a橡皮筋的长度与受到的拉力成正比b两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2次的长度较长c两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较大d两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大(4)根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项。解析(1)略。(2)分析端点n受力，设橡皮筋与竖直方向间的夹角为，由平衡条件易得橡皮筋的拉力fmg/cos ，可见相同时橡皮筋拉力相同。(3)题图丙中ab表示两次拉力相同时橡皮筋的长度之差，易知a错误、b正确。由图中的两轨迹间的距离变化可知，越大时长度差越大，结合fmg/cos 知对应的拉力越大，故d正确。因同样拉力下橡皮筋第2次长度较长，故同样长度下橡皮筋第2次所受拉力较小，c错误。(4)从能