母题十三、验证力的平行四边形定则实验.doc

母题十三、验证力的平行四边形定则实验【解法归纳】验证力的平行四边形定则实验中，利用橡皮条伸长的长度相同，来保证合力与分力的等效性。典例13（2011江苏物理卷第10题）某同学用如图1所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为_N。(2)下列不必要的实验要求是_。(请填写选项前对应的字母)(A)应测量重物M所受的重力(B)弹簧测力计应在使用前校零(C)拉线方向应与木板平面平行(D)改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置（3）某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请你提出两个解决办法。【解析】：改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点处在白纸上记录的O点的位置，不必要每次都要使O点静止在同一位置，不必要的实验要求是D。同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，说明拉力和重物重力的合力大于了弹簧测力计B的量程，可减小弹簧测力计B拉力，减小重物M的质量，或将A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B拉力的方向。【答案】(1)3.6 (2)D (3)改变弹簧测力计B拉力的大小；减小重物M的质量。（或将A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B拉力的方向等）【点评】平行四边形定则是矢量合成遵循的定则，高考通过对“力的平行四边形定则”的实验验证，强化考生对矢量的理解。高考对“力的平行四边形定则”实验的考查难度一般不大。衍生题1. （2009山东理综卷）某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物。为完成实验，下述操作中必需的是 。a. 测量细绳的长度b. 测量橡皮筋的原长c. 测量悬挂重物后橡皮筋的长度d. 记录悬挂重物后结点O的位置钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次实验验证，可采用的方法是 解析：由胡克定律可知，需要知道橡皮筋的原长、悬挂重物后橡皮筋的长度，才能计算出各个橡皮筋中的相对弹力。需要记录悬挂重物后结点O的位置，才能确定上面两根橡皮筋中弹力的方向，所以操作中必需的是bcd。钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次实验验证，可采用的方法是更换质量不同的重物，挂在第三条橡皮筋的下端，改变三条橡皮筋中的弹力，再次验证平行四边形定则。【答案】bcd 更换质量不同的重物衍生题2. （2005全国理综卷1）在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的一另一端都有绳套（如图）。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉像皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项：A两根细绳必须等长B橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上。C在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行。其中正确的是 。（填入相应的字母）【解析】：平行四边形定则要保证三个力在同一平面内，因此，在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行，以保证三个力在同一平面内，所以选项C正确。【答案】C衍生题3. 在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，先用一个弹簧秤拉橡皮条的另一端到某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，用两个弹簧秤分别勾住绳套，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 。(填入相应的字母)图8A两根细绳必须等长B橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行D在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等E 在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置（2）某同学在坐标纸上画出了如图8所示的两个已知力F1和F2，图中小正方形的边长表示2N ，两力的合力用F 表示，F1、F2与F 的夹角分别为1和2，关于F 1、F 2与F、1和2关系正确的有：_A . F1=4 N B . F = 12 N C1=45 D12【解析】实验时两根细绳不必等长，橡皮条与两绳夹角的平分线可以不在同一直线上，拉细绳时两个弹簧秤的读数可以不等，选项ABD错误；由图可知，F1=4N，