2013高考物理复习 金版教程 实验三 验证力的平行四边形定则练习

1 限时规范特训限时规范特训 时间 45 分钟 分值 100 分 1 在 验证力的平行四边形定则 的实验中 需要两次拉伸橡皮条 一次是通过细绳 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 在这两次 拉伸中 A 只要求将橡皮条拉到相同的长度 B 要求将橡皮条沿相同的方向拉到相同的长度 C 将弹簧秤拉到相同的刻度 D 将橡皮条和细绳的结点拉到相同的位置 解析 本实验要研究合力和分力的关系 把第一次两个弹簧秤的拉力F1和F2看作第二 次一个弹簧秤的拉力F的分力 而根据合力和分力的关系可知 只有当F1 F2共同作用的 效果和F单独作用的效果相同时 才构成分力和合力的关系 在这个实验中 用橡皮条在 拉力作用下发生的变化来反映作用效果 这个变化包括橡皮条的伸长方向和伸长量两项 用伸长方向反映橡皮条所受合力的方向 用伸长量反映橡皮条所受合力的大小 仅用伸长 量不能完整地反映力的作用效果 因此 B 选项正确 而 A C 选项错误 如果两次拉动使细 绳和橡皮条的结点位于同一位置 橡皮条两次的伸长方向和伸长量一定相同 因此 D 选项 正确 答案 BD 2 2012 上海市模拟 在做 互成角度的两个力的合成 的演示实验中 下列叙述中 正确的是 A 两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮条的拉力大 B 若橡皮条的拉力是合力 则两弹簧测力计的拉力是分力 C 两次拉橡皮条时 需将橡皮条拉到同一位置 这样做的目的是保证两次弹簧测力计 拉的效果相同 D 若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小 而又要保证橡皮条结点的位置不变 只需 调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可 解析 当两弹簧测力计夹角较大时 合力小于弹簧测力计的拉力大小 即两弹簧测力 计的拉力可以同时比橡皮条的拉力大 A 正确 若橡皮条的拉力是合力 则其两个分力与 两弹簧测力计的拉力平衡 B 错误 实验效果是指橡皮条的形变大小和方向 将橡皮条拉 到同一位置 则两次弹簧测力计拉的效果相同 所以 C 正确 只增大某一只弹簧测力计的 拉力大小 而合力不变 则另一只弹簧测力计拉力的方向一定变化 故 D 错误 答案 AC 3 在 验证力的平行四边形定则 实验中 将橡皮条的一端固定在竖直放置的木板上 另一端系上两根细绳OA OB O为两细绳与橡皮条的结点 细绳OA跨过钉在木板上的光滑 2 的钉子C 下端挂重力已知的钩码 细绳OB用一个弹簧测力计勾住 如图所示 可以通过 改变钩码的个数和弹簧测力计的拉力调整橡皮条与两细绳的结点O的位置 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 两细绳的夹角必须成 90 以便于算出两细绳的合力 B 橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上 C 在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行 D 只用弹簧测力计通过细绳拉橡皮条时结点O达到的位置应与钩码 弹簧测力计同时 拉时相同 2 图中OC与橡皮条延长线的夹角为 细绳OB与橡皮条延长线的夹角为 且 90 下列操作正确的是 A 增加钩码个数后 为使结点位置不变 应减小 同时减小弹簧测力计的拉力 B 增加钩码个数后 为使结点位置不变 应增大 同时增大弹簧测力计的拉力 C 保持钩码个数不变 将钉子向左移动一些 为使结点位置不变 应增大 同时 增大弹簧测力计的拉力 D 保持钩码个数不变 将钉子向左移动一些 为使结点位置不变 应减小 同时 增大弹簧测力计的拉力 解析 1 两细绳的夹角不一定成 90 两分力不一 定相等 因此橡皮条不一定与两绳夹角的平分线在同一直 线上 2 增加钩码个数后 结点向左下移 要使结点还在原 位 若减小 同时减小弹簧测力计的拉力会使结点偏离 更远 应增大 同时增大弹簧测力计的拉力 保持钩码 个数不变 将钉子向左移动一些 即OC方向上的力大小不 变 使力的方向顺时针转动 为使结点位置不变 由于 90 从图可以看出 肯定减小 F2肯定增大 B D 正确 答案 1 CD 2 BD 4 研究共点力的合成 的实验情况如图甲所示 其中A为固定橡皮筋的图钉 O为 3 橡皮筋与细绳的结点 OB和OC为细绳 图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示 1 图乙中的F与F 两力中 方向一定沿AO方向的是力 2 本实验采用的主要科学方法是 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 3 实验中可减小误差的措施有 A 两个分力F1 F2的大小要尽量大些 B 两个分力F1 F2间夹角要尽量大些 C 拉橡皮筋时 弹簧秤 橡皮筋 细绳应贴近木板且与木板平面平行 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 解析 1 单弹簧秤拉橡皮筋 需保证与两个弹簧秤拉橡皮筋时等效 即结点O到同一 位置 故方向一定沿AO的是F 2 本实验采用的主要科学方法是等效替代法 3 本实 验误差来源主要是摩擦力 故 C 正确 两个分力F1 F2的大小要尽量大些 一是减小读数 误差 二是减小作图误差 故 A 正确 拉橡皮筋的细绳要长些 标记要远一些 这样便于 确定拉力方向 作图更准确 故 D 正确 两个分力F1 F2间夹角不宜过大或过小 那样作 图不方便 容易产生误差 故 B 错误 答案 1 F 2 B 3 ACD 5 如图所示 用A B两弹簧测力计拉橡皮条 使其伸长到O点 现保持 2 A的读数不变 而使夹角 减小 适当调整弹簧测力计B的拉力大小和方向 可使O点保 持不变 这时 4 1 B的示数应是 A 一定变大B 一定不变 C 一定变小D 变大 不变 变小均有可能 2 夹角 的变化应是 A 一定变大B 一定不变 C 一定变小D 变大 不变 变小均有可能 解析 使O点保持不变 即表示A B拉力的合力 的大小和方向不变 则以O为圆心 以A的拉力大小为 半径画圆弧如图所示 根据平行四边形定则 按题意 减小 可知B的拉力的大小和方向均发生相应的变化 由图可知B的拉力的大小和角度 都将变小 故 1 2 均选 C 答案 1 C 2 C 6 做 验证力的平行四边形定则 的实验中 1 所说的合力与两个分力具有相同的效果 是指下 列说法中的 A 弹簧秤的弹簧被拉长相同长度 B 两弹簧秤相对橡皮条保持相同的角度 C 橡皮条受拉力产生相同的形变 D 使橡皮条在某一方向上伸长到某一相同的长度 2 根据实验数据画出力的图示如图 图上标出 了F1 F2 F F 四个力 其中 填上述字母 不是由弹簧秤直接测得的 比较力 与 的大小和方向 若基本相同 则力的平行四边形定则得 到了验证 解析 1 若橡皮条在某方向上达到相同的长度 则表明合力与两个分力具有相同的效 5 果 2 F 是依据平行四边形定则合成的力 比较F和F 的大小和方向 即可验证力的 平行四边形定则 答案 1 D 2 F F F 7 2012 广州测试 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 1 所示 记录 C 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 2 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 2 中 cos cos 解析 1 B 记录钩码个数 或细线拉力 橡皮筋与细线结点的位置O 细线的方向 说明 能反映细线方向的其他记录也可以 C 应使橡皮筋与细线结点的位置与步骤 B 中结点位置重合 并记录钩码个数和对应的 细线方向 2 对结点进行受力分析 设每个钩码的质量均为 m 由平衡条件可知 水平方向满足 4 mgcos 3 mgcos 所以 cos cos 3 4 答案 1 见解析 2 3 4 8 有同学利用如图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 将绳子打一个结点O 每个钩码的重量相等 当系统达到平 衡时 根据钩码个数读出三根绳子的拉力TOA TOB和TOC 回 答下列问题 6 1 改变钩码个数 实验能完成的是 A 钩码的个数N1 N2 2 N3 4 B 钩码的个数N1 N3 3 N2 4 C 钩码的个数N1 N2 N3 4 D 钩码的个数N1 3 N2 4 N3 5 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 你认为下图中 是正确的 填 甲 或 乙 解析 1 实验中的分力与合力的关系必须满足 F1 F2 F3 F1 F2 因此 B C D 选项是可以的 2 A 3 甲 答案 1 BCD 2 A 3 甲 9 李明同学在做 互成角度的两个力的合成 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 如图所示 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 图 b 所示是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果 其中哪一个实验比 较符合实验事实 力F 是用一只弹簧测力计拉时的图示 答 3 在以上实验结果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 7 写出两种情况 答 解析 1 用平行四边形定则作图 即以F1 F2为两邻边作平行四边形 对角线OF就 表示合力F 标上箭头表明方向 2 作图法得到的F必为平行四边形的对角线 单个弹簧测力计的拉力F 一定与橡皮 筋共线 故张华的实验比较符合实验事实 3 F2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左 作图时两虚线分别与F1线和F2线 不严格平行 答案 1 如图所示 2 张华做的符合实验事实 3 见解析 10 如图所示 某小组同学利用 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 用另一绳在O点悬挂一个钩码 记录两个传感器读数 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 F11 0010 580 1 002 8 F2 0 868 0 291 0 865 30 60 150 1 根据表格 A传感器对应表中的力 选填 F1 或 F2 钩码质量为 kg 保留 1 位有效