2019届高考物理复习相互作用题组层级快练11实验：验证力的平行四边形定则新人教版.docx

题组层级快练(十一)一、选择题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，细绳的另一端打好绳套，如图所示实验中用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，以下说法正确的是()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拉力方向与木板平面平行，且弹簧秤中的弹簧不能与其外壳接触D同一次实验中，O点位置允许变动E实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧秤的拉力的大小和方向，把橡皮条的结点拉到O点答案C二、非选择题2(2017江苏学业考试)在“力的合成的平行四边形定则”实验中，某同学将橡皮筋的一端固定于P点，用一只弹簧测力计将橡皮筋的另一端拉到O点，记下拉力F合的大小和方向(1)改用两只弹簧测力计拉伸橡皮筋，记下两个分力，如图1所示请指出图中两处操作错误(2)纠正错误后，记下两分力F1、F2的大小和方向如图2所示，用力的图示法在纸上画出表示三个力的箭头，以表示F1和F2的线段为邻边作平行四边形，由图可得，F1和F2的合力F_ N.(3)在题2图中，表示F合的线段不在平行四边形的对角线上，上述实验误差产生的原因可能有哪些？(写出两个原因)答案(1)图中有两处操作错误：橡皮筋的端点没有再次回到O点拴在橡皮筋上的细绳套太短(2)4.5(3)上述实验误差产生的原因可能有力的测量有误差；作图不准确；力的方向记录不准确；等等解析(1)图中有两处操作错误：橡皮筋的端点没有再次回到O点，这样两次力的作用效果不同拴在橡皮筋上的细绳套太短，确定拉力方向产生的误差(2)由图可得，F1和F2的合力为：F4.51 N4.5 N(3)上述实验误差产生的原因可能有力的测量有误差；作图不准确；力的方向记录不准确等3某同学在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧测力计拉力的大小和方向，如图(a)所示(1)试在图(a)中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示，并用F表示此力(2)有关此实验，下列叙述正确的是_A两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力C两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同D若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可(3)如图(b)所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个比较符合实验事实？(力F是用一只弹簧测力计拉时的图示)_(4)在以上比较符合实验事实的一位同学中，造成误差的主要原因是：(至少写出两种情况)_答案(1)见解析图(2)AC(3)甲同学实验得到的结果(4)见解析解析(1)以F1、F2为邻边作平行四边形，其对角线OF即为所求的合力(如图所示)(2)两只弹簧测力计的拉力与橡皮筋的拉力的合力为零，它们之间不是合力与分力的关系，B项错误；结点位置不变，合力不变，当一只弹簧测力计的拉力大小改变时，另一只弹簧测力计的拉力的大小和方向必须都改变，故D项错误；正确的只有A、C两项(3)用平行四边形定则求出的合力可以与橡皮筋拉力的方向有偏差，但用一只弹簧测力计拉结点的拉力与橡皮筋拉力一定在同一直线上，故甲同学实验得到的结果符合实验事实(4)F1的方向比真实方向偏左；F2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左；作图时两虚线没有分别与F1线和F2线平行(任选其二)4某同学用如图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，请您提出两个解决办法答案(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)解析(1)由图知弹簧测力计的分度值为0.2 N，按“二分之一”估读法可知小数点后保留一位，故读得结果为3.6 N.(2)本实验中是利用平衡条件确定两拉力的合力与重物M所受重力等值反向，故A是必要的因弹簧测力计的零点误差影响到各拉力的测量值，且不能保证各拉力的真实值之比与测量值之比相等，故B也是必要的因只有拉线方向与木板平行时才能保证各力在竖直板上记录的方向与真实方向相同，故C亦是必要的由于本实验中只需测出两拉力的大小和方向以及重物的重力即可验证平行四边形定则，而当测力计A的拉力不同时O点的位置就不同，故不可能也无必要使O点静止在同一位置，答案为D项(3)见答案5(2017张家口模拟)某实验小组用一只弹簧秤和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则，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，橡皮筋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：.弹簧秤挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O点处，记下弹簧秤的示数F；.弹簧秤挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O处，此时绳套1沿0方向，绳套2沿120方向，记下弹簧秤的示数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，重复上述试验步骤回答下列问题：(1)完成实验步骤：_；_；(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，此过程中保持橡皮筋的结点在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先减小后增大答案(1)，F1和F1(2)A解析(1)根据的平行四边形定则计算绳套1的拉力F1Ftan30，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图像，如图所示：根据图像可知，绳套1的拉力大小逐渐增大，故A项正确6在探究力的平行四边形定则实验时某兴趣小组用如图甲所示的两个力拉弹簧使之伸长至某个位置，并记录，再换一根细线牵引弹簧，使弹簧伸长到同一位置(1)本实验采用的科学方法是_A理想实验法 B等效替代法C控制变量法 D建立物理模型法(2)某同学在坐标纸上画出了如图乙所示的两个已知力F1和F2，图中小正方形的边长表示2 N，则两力的合力F_ N，F1与F的夹角分别为_答案(1)B(2)1245解析(1)合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法，故A、C、D三项错误，B项正确；故选B项(2)根据平行四边形定则，作出两个力的合力如图所示，从图上可知，合力F12 N根据几何关系知F1与F的夹角分别为145.7.某同学尝试用橡皮筋等器材验证力的平行四边形定则，他找到两条相同的橡皮筋(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与细绳连接，结点为O，细绳下挂一重物，两橡皮筋的另一端也都连有细绳实验时，先将一条橡皮筋的一端的细绳固定在墙上的钉子A上，另一条橡皮筋任其下垂，如图甲所示；再将另一条橡皮筋的另一端的细绳也固定在墙上的钉子B上，如图乙所示(1)为完成实验，下述操作中必需的是_a两橡皮筋的另一端连接的细绳a、b长度要相同b要测量橡皮筋的原长c要测量图甲和图乙中橡皮筋的长度d要记录图甲中结点O的位置及过结点O的竖直方向e要记录图乙中结点O的位置及过结点O的竖直方向(2)对该实验“两条相同的橡皮筋”的要求的理解正确的为_a橡皮筋的材料和原长相同即可b橡皮筋的材料和粗细相同即可c橡皮筋的材料、原长和粗细均要相同答案(1)bce(2)c解析(1)首先应明白该实验的实验原理，即用橡皮筋的伸长量来表示弹力的大小，所以实验中一定要测橡皮筋的长度，而没必要关心细绳a、b的长度，b和c项是需要的，为了确保力的合成的等效性，悬挂重物后结点O的位置必须相同，且是图乙中的，而不能是图甲中的，e项是必需的(2)为了能用橡皮筋的伸长量表示弹力大小，满足Fkx，应让k值相同，即橡皮筋的材料、粗细、原长均要相同，c项正确8(2017浙江模拟)某同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则(1)该同学的实验步骤为：a在竖直木板上固定白纸，木板上固定两个光滑的定滑轮，质量为m1、m2的两个物块通过轻绳被弹簧测力计拉住而处于静止状态，O为轻绳的结点此时需记录的有_(m1、m2已知，重力加速度为g)，由记录的物理量选择合适的标度画平行四边形来验证结论是否成立b改变弹簧测力计拉力F的大小重复步骤a，再次验证力的平行四边形定则，在第二次实验中，是否要保证结点O的位置与第一次实验相同？_(填“是”或“否”)，并说明理由_.(2)如果只增大弹簧测力计的拉力F而保证其他的条件不变，当系统再次平衡时，下列说法正确的是_A结点O的位置会向右移BOA与OB绳的拉力的合力的方向会改变COB绳与竖直方向的夹角会变小DOA绳与竖直方向的夹角会增大答案(1)结点O的位置及OA、OB绳的方向、弹簧测力计的示数；否；因为每次实验都是独立的，改变拉力F，结点O的位置会变化(2)AD解析(1)因为实验中需要测