高中物理第3章研究物体间的相互作用第3节力的等效和替代学业分层测评粤教版必修.doc

力的等效和替代(建议用时：45分钟)学业达标1(多选)关于合力与分力，下列说法正确的是()A合力与分力是等效的B合力与分力的性质相同C合力与分力同时作用在物体上D合力与分力的性质不影响作用效果【解析】合力与分力是等效替代关系，合力产生的效果与分力共同作用时的效果是相同的，因而合力与分力不是同时作用在物体上的，也不涉及力的性质的问题，故A、D正确，B、C错误【答案】AD2关于共点力，下列说法不正确的是()A作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，这两个力是共点力B作用在一个物体上的两个力，如果是一对平衡力，则这两个力是共点力C作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用点在同一点上，则这几个力是共点力D作用在一个物体上的几个力，如果它们的力的作用线交于同一点，则这几个力是共点力【解析】共点力是几个力作用于一点或力的作用线交于一点的力作用在同一物体上大小相等、方向相反的两个力不一定在同一条直线上，即不一定是共点力如果受两个力且平衡的物体，所受的力一定是共点力，故A错误【答案】A3(多选)在寻找等效力的实验时，先用两个弹簧秤拉橡皮条，再用一个弹簧秤拉橡皮条，两次须使橡皮条的结点达到同一位置，这样做是为了()A便于测量力的大小B使两个分力和它的合力产生相同的效果C使两个分力和它的合力有相同的作用点D便于画出分力与合力的方向【解析】本实验是一个验证性实验，是通过看共点的两个力与它们的合力是否满足平行四边形定则，因合力与它的分力是等效力，两次使橡皮条沿同一方向伸长相同的长度，表明第一次对橡皮条所加的两个力与第二次对橡皮条所加的一个力是等效力，其次，本实验是共点的两个力的合成，所以拉到同一位置也满足了共点的条件，故选BC.【答案】BC4在图337中，下列情况下日光灯所受的拉力F1、F2及重力G不是共点力的是()图337A甲情况下B乙情况下C丙情况下D甲、乙、丙三种情况下【解析】共点力为作用于一点的力，或力的作用线相交于一点的力，由图知，甲、丙为共点力，乙图三力平行不是共点力，故应选B.【答案】B5在“探究合力与分力的关系”的实验中，橡皮条的一端固定在木板上，用两个悬挂钩码的细绳把橡皮条的另一端拉到O点，以下说法中正确的是()A同一次实验中，O点位置允许变动B同一次实验中，只要保证橡皮条的伸长量相同即可，不必每次都拉到O点C实验中，两条细绳悬挂的钩码总质量必须相等D实验中，只要O点位置不变，无论两条细绳悬挂的钩码质量如何，其合力就不会改变【解析】同一次实验中，O点位置不允许变动，这样才能保证力的作用效果相同，两条细绳悬挂的钩码总质量可以不同【答案】D6(多选)(2015深圳检测)在“探究合力与分力的关系”实验中，某同学的实验情况如图338甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示，下列说法中正确的是()甲乙图338A图乙中的F是力F1和F2合力的理论值，F是力F1和F2合力的实际测量值B图乙的F是力F1和F2合力的理论值，F是力F1和F2合力的实际测量值C在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么对实验结果没有影响D在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么对实验结果有影响【解析】F1与F2合成的理论值是通过平行四边形定则算出的值，而实际测量值是单独一个力拉O点时的值，因此F是F1与F2合成的理论值，F是F1与F2合成的实际测量值，故A错误，B正确由于作用效果相同，将两个细绳套换成两根橡皮条，不会影响实验结果，故C正确D错误【答案】BC7用等效替代法验证力的平行四边形定则的实验情况如图339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，图乙是白纸上根据实验结果画出的图图339本实验中“等效替代”的含义是()A橡皮筋可以用细绳替代B左侧测力计的作用效果可以替代右侧测力计的作用效果C右侧测力计的作用效果可以替代左侧测力计的作用效果D两测力计共同作用的效果可以用一个测力计的作用效果替代【解析】“等效替代”意思是力的作用效果不改变，故D项正确【答案】D8(多选)如图3310甲所示，在半球形的碗中放一木杆，碗的A、B两点对杆的支持力分别为F1和F2；图3310乙中杆的一端O用铰链固定在墙上，另一端A处用竖直向上的力F将杆拉住，以下说法中正确的是()甲乙图3310A图甲中F1与F2没有作用在同一点，不是共点力B图甲中F1与F2的作用线的延长线交于一点，这两个力是共点力C图乙中力F与杆的重力G没有作用于一点且作用线的延长线不可能相交，不是共点力D图乙中若F垂直于杆向上，则F与G也不是共点力【解析】根据共点力的定义可知，图甲中F1与F2不平行，作用线的延长线一定交于一点，故F1、F2是共点力，选项A错误，B正确；图乙中F竖直向上，与G平行，则不是共点力，若F垂直于杆向上，则作用线的延长线必与重力G的作用线的延长线相交，此时F与G就是共点力，选项C正确，D错误【答案】BC能力提升9橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为05 N、最小刻度为0.1 N的弹簧测力计，沿着不同的方向拉弹簧测力计，当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图3311甲所示，这时弹簧测力计读数可从图中读出甲乙图3311(1)由甲图可读得相互垂直的拉力的大小分别为_ N和_ N(只需读到0.1 N)(2)在图3311乙中方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力【解析】(1)两弹簧测力计的读数分别为4.0 N和2.5 N.(2)4.0 N,2.5 N都是0.5 N的整数倍，因此选方格纸中一个小方格的边长表示0.5 N作出它们的合力，如图所示【答案】(1)4.02.5(2)见解析10某同学做“探究合力与分力关系”的实验时，主要步骤如下： 【导学号：02890028】A在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；D按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；E只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示；F比较F和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论上述步骤中：(1)有重要遗漏的步骤的序号是_和_；(2)遗漏的内容分别是_和_【解析】(1)有重要遗漏的步骤的序号是C、E.(2)在C中未记下两条细绳的方向，E中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置O.【答案】(1)CE(2)C中应加上“记下两条细绳的方向”E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O”11在“探究合力与分力的关系”的实验中某同学的实验情况如图3312所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳图3312(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)本实验中，采取下列哪些方法和步骤不能减小实验误差()A两个分力F1、F2间的夹角越大越好B拉橡皮条的细绳要稍长一些C实验中，弹簧测力计必须与木板平行D读数时视线要正对弹簧测力计刻度【解析】(1)本实验是采用等效替代的原理，当两个力作用使橡皮条结点O伸长到某一点，另一个力作用也使橡皮条结点O伸长到同一点时，这个力就是前两个力的合力，选B.(2)本实验中两弹簧测力计所拉绳间的夹角一般在60到120之间较合适，A错误；为了减小误差，便于确定两拉力的方向，拉橡皮条的细绳要稍长一些，且必须使橡皮条、细绳、弹簧测力计都与木板平行，细绳要与弹簧测力计轴线在同一直线上，读数时视线要正对弹簧测力计刻度，B、C、D均正确【答案】(1)B(2)A12在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤(1)为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：弹力F/N0.501.001.502.002.503.003.50伸长量x/102m0.741.802.803.724.605.586.42用作图法求得该弹簧的劲度系数k_N/m.(2)某次实验中，弹簧秤的指针位置如图3313所示，其读数为_N；同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N，请画出这两个共点力的合力F合图3313(3)由图得到F合_N.【解析】(1)根据表格数据描点，然后连成一条过原点的直线，如图所示，直线的斜率等于弹簧的劲度系数，kN/m55 N/m.(2)读出弹簧秤的读