高一物理(人教版)必修1综合题型专题练习卷：实验：探究求合力的方法

1、实验：探究求合力的方法1某探究小组做 “验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴（横轴为x 轴，纵轴为y 轴，最小刻度表示1 mm ）的纸贴在水平桌面上，如图（a）所示。将橡皮筋的一端q 固定在 y 轴上的 b 点（位于图示部分之外），另一端p 位于 y 轴上的 a 点时，橡皮筋处于原长。（ 1）用一只测力计将橡皮筋的p 端沿 y 轴从 a 点拉至坐标原点o，此时拉力f 的大小可由测力计读出。测力计的示数如图（ b）所示， f 的大小为 _n。（ 2）撤去（ 1）中的拉力，橡皮筋p 端回到 a 点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将p 端拉至 o 点。此时观察到两个拉力分别沿图（ a）中两

2、条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为f1=4.2n 和 f2=5.6 n。（i）用 5 mm 长度的线段表示1 n 的力，以o 为作用点，在图（a）中画出力f1、 f2 的图示，然后按平形四边形定则画出它们的合力f 合 ；（ii ）f 合的大小为 _n， f 合与拉力 f 的夹角的正切值为_。若 f 合 与拉力 f 的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。【答案】（ 1） 4.0（ 2）（ i）如图（ ii） 4.00.052某同学在 “探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，测得图中弹簧oc的劲度系数为500 n/m 。如图 1 所示，

3、用弹簧oc和弹簧秤a、 b 做 “探究求合力的方法”实验。在保持弹簧伸长1.00 cm 不变的条件下。（ 1）若弹簧秤a、b 间夹角为90，弹簧秤 a 的读数是 _n（图 2 中所示），则弹簧秤b 的读数可能为_n。（ 2）若弹簧秤a、b 间夹角大于90，保持弹簧秤a 与弹簧 oc的夹角不变，减小弹簧秤b 与弹簧 oc的夹角，则弹簧秤 a 的读数 _、弹簧秤b 的读数 _。（填 “变大 ”、 “变小 ”或 “不变 ”）【答案】（1） 3.01（3.003.02 均算对）3.99（3.984.00 均算对）（有效数不作要求）（ 2）变大变大3某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。实验步骤：将

4、弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向。如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置记为o1、 o2，记录弹簧秤的示数f，测量并记录 o1、 o2 间的距离（即橡皮筋的长度 l ）。每次将弹簧秤示数改变0.50 n，测出所对应的l，部分数据如下表所示：f（n）00.501.001.052.002.50l（ cm）l010.9712.0213.0013.9815.05找出中 f=2.50 n 时橡皮筋两端的位置，重新记为o、o，橡皮筋的拉力记为foo。在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所

5、示。 用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到o 点，将两笔尖的位置标记为a、 b，橡皮筋oa 段的拉力记为foa，ob 段的拉力记为fob。第 1页完成下列作图和填空：（ 1）利用表中数据画出 fl 图线，根据图线求得 l0=_cm 。（ 2）测得 oa=6.00 cm， ob=7.60 cm，则 foa 的大小为 _n。（ 3）根据给出的标度，作出foa 和 fob 的合力 f的图示。（ 4）通过比较f与_的大小和方向，即可得出实验结论。【答案】（1） 10.00（ 2） 1.80（ 3）如图（ 4） foo4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1

6、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：f1=3.30n、 f2=3.85 n 和 f3=4.25 n。请根据图中给出的标度作图求出f1 和 f2 的合力。（ 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2 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

7、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。两次实验记录的轨迹如图3 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）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

8、出两点注意事项。【答案】（ 1）如图所示4.7 n（ 4.64.9 n 均可）（ 2） fa =fb（ 3）bd（4）选用新橡皮筋；橡皮筋拉伸不宜过长。5（ 1）在做 “探究求合力的方法”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，另一端系上两根带绳套的细绳。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套把橡皮条的一端拉到某一确定的o 点，则下列说法中正确的是_。a两根细绳必须等长b同一次实验中，o 点位置不允许变动c实验中，把橡皮条的另一端拉到 o 点时，两个弹簧秤之间的夹角必须取 90 d本实验采用的科学方法是等效替代法（ 2）某同学用劲度系数为500 n/m 的弹簧 oc代替橡皮条做“探究求合力的方法”实验。在

9、保持弹簧伸长1.00 cm第 2页不变的条件下：若弹簧秤a、 b 间夹角为90，弹簧秤a 的读数是 _n（图 2 中所示），则弹簧秤b 的读数可能为_n。若弹簧秤a、 b 间夹角大于90，保持弹簧秤a 与弹簧 oc 的夹角不变，减小弹簧秤b 与弹簧 oc 的夹角，则弹簧秤b 的读数 _（填 “变大 ”“变小 ”或 “不变 ”）。【答案】（ 1） bd（ 2）3.00（ 3.003.02）4.00（ 3.94.1）变大6某同学为了探究求合力的方法，先用一个弹簧秤通过细线悬吊一个钩码；当钩码静止时， 弹簧秤的示数为2.00 n ；再用两个弹簧秤a 和 b 通过两根细绳互成角度将该钩码悬吊其中b 弹

10、簧秤一端固定，a 弹簧秤所拉细线如图1 所示水平向左，驾钩码静止时，b 弹簧秤的示数如图2 所示。（ 1）图 2 中 b 弹簧秤的示数为 _n；可求出 a 弹簧秤的拉力为 _n ；（ 2）保持 a 弹簧秤及其所拉的细绳方向不变，将 b 及其所拉的细绳以o 为轴沿逆时针方向在图示平面内缓慢转至竖直方向的过程中，b 的示数 _。（选填 变大 ”“变小 ”或 “不变 ”）【答案】（ 1） 2.50（ 2.49 2.51）1.50（ 1.49 1.51 均算对）（ 2）变小7实验小组的同学利用弹簧测力计在水平放置的方木板上做“验证共点力的合成规律的实验”。（1）同学们用坐标纸记下某次橡皮筋的结点位置o

11、 以及两弹簧测力计施加的拉力的大小和方向，如图所示。图中每个正方形小格边长均表示1.0 n ，利用作图法可知f 1 与 f 2 的合力大小为 _n 。（结果保留两位有效数字）（ 2）实验时，第一次用两个弹簧测力计、第二次用气一个弹簧测力计将橡皮筋的结点拉到同一位置，其目的是为了 _。（3）不改变测力计1 的示数 f 1 的大小，逐渐减小两个弹簧测力之间的夹角。为使结点o 位置保待不变，则另一测力计2 的示数将 _ （填 “增大 ”、 “减小 ”或 “不变）。【答案】（ 1） 6.5（ 2）使力的作用效果相同（ 3）减小8某学习小组做“验证力的平行四边形定则”的实验，如，图甲所示，先用图钉把橡皮

12、筋的一端固定在a 点，接着在橡皮筋的另一端拴上两条细绳，细绳另一端系着绳套b、c。实验中用两根弹簧秤互成角度的把橡皮筋与细绳的结点拉到 o 点，再只用一根弹簧秤同样把结点拉到o 点。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。（ 1）图乙中方向一定沿ao 方向的是（选填 “f”或“f”）。（ 2）某同学将实验中的细绳换成橡皮筋，其他步骤不变， 那么实验结果（选填 “会 ”或 “不会 ”）发生变化。（ 3）某同学用三根相同的橡皮筋（遵循胡克定律）来探究求合力的方法，如图所示，三根橡皮筋在o 点相互连接，拉长后三个端点用图钉固定在a、b、c 三点。在实验中，可以通过刻度尺测量橡皮筋的长度来得到橡皮筋的拉力

13、大小，并通过oa、ob、oc的方向确定三个拉力的方向，从而探究求其中任意两个拉力的合力的方法。在实验过程中，下列说法正确的是。第 3页a为减小误差，应选择劲度系数尽量大的橡皮筋b只需要测量橡皮筋的长度，不需要测出橡皮筋的原长c以 ob、 oc为两邻边作平行四边形，其对角线一定与oa 在一条直线上且长度相等d多次实验中即使o 点不固定，也可以探究求合力的方法【答案】（ 1） f（ 2）不会（ 3） d9为了较准确地测量某细线能承受的最大拉力，小聪、小明分别进行了如下实验：小聪在实验室里找到一把弹簧测力计，按图甲所示安装细线和测力计后，他用力缓慢竖直向下拉测力计，直到测力计的示数达到量程（细线没有

14、断裂），读出测力计的示数f，将 f 记为细线能承受的最大拉力。小明在实验室里还找到一把刻度尺和一个玩具小熊，接着进行了如下的操作：用刻度尺测出细线的长度l，用弹簧测力计测出玩具小熊的重力g；按图乙所示安装玩具小熊、细线（玩具小熊系在细线的中点）；两手捏着细线缓慢向两边移动直到细线断裂，读出此时两手间的水平距离d；利用平衡条件算出结果。在不计细线质量和伸长影响的情况下，请回答：（ 1）小明算出的细线能承受的最大拉力是_（用 l、g、 d 表示）；_(填 “小聪 ”或 “小明 ”) 同学的测量结果较准确。（ 2）在小明两手捏着细线缓慢向两边移动的过程中，下列说法正确的是_。a细线上的拉力大小不变b

15、细线上的拉力大小减小c细线上拉力的合力大小不变d细线上拉力的合力大小增大【答案】（ 1） gl l2d 2小明（ 2） c2( l2d 2 )10（ 1）在 “探究求合力的方法”的实验中，其中的两个步骤是：在水平放置的木板上垫一张白纸并固定好，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使橡皮条与细线的结点达到某一位置o 点，在白纸上记下o点和两个弹簧秤的读数f1 和 f2；只用一个弹簧秤通过细线拉橡皮条，使它的伸长量与用两个弹簧秤拉时伸长量一样，记下此时弹簧秤的读数 f 和细线的方向。以上两步骤均有疏漏，请指出：在中是 _ ；第 4页在中是 _

16、。（ 2）某同学在研究“探究求合力的方法”的实验中，得出合力f 的大小随夹角变化的规律如图所示，由图象及力的合成知识可求得两分力大小分别为_n、_n；它们的合力若是作用在一质量为2 kg 的物体上（重力加速度g=10 m/s 2）可使该物体获得的加速度范围为_。【答案】（ 1）还应记下两细线的方向应将结点拉到同一位置o 点（2） 86317 m/s 211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测力计互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条。（ 1）对两次拉橡皮条的实验过程，

17、下列说法正确的是：（填字母代号） 。a只要两次实验都将橡皮条拉伸相同长度即可b用两个弹簧测力计拉橡皮条时最好让每个测力计都达到满刻度c每一次实验都需使弹簧测力计达到相同刻度d两次实验需要将橡皮条和绳的结点拉到相同位置（ 2）本实验采用的科学方法是。a理想实验方法b等效替代方法c控制变量法d建立物理模型法【答案】（ 1） d（ 2） b12为探究求合力的方法，某同学将环形橡皮筋挂在弹簧秤钩上，用力拉使弹簧秤上的读数为2.00 n 时，将橡皮筋两端的位置画在白纸上，记为o、o，选择合适的标度作出橡皮筋拉力的大小和方向，记为foo，如图甲所示。接着他在秤钩和两支圆珠笔上涂抹少许润滑油，用两支圆珠笔和

18、秤钩将环形橡皮筋拉成三角形，使秤钩的下端仍到达 o 点，将两笔尖的位置标记为a、b，橡皮筋 oa 段的拉力记为foa，ob 段的拉力记为fob，如图乙所示。再将环形橡皮筋剪断，测得所受的拉力f 与长度 l 之间的关系，如图丙所示。完成下列问题：（ 1）测得 oa=6.10 cm， ob=8.20 cm， ab=10.70 cm，则 foa 的大小为 _n。（ 2）选择相同的标度，下列按比例作出的foa 和 fob 的合力 f的图示正确的是_。（ 3）通过比较 f与 _的大小和方向，即可得出实验结论。【答案】（ 1） 1.5 （ 2） c （ 3） foo13某同学在家中用三根相同的橡皮筋（遵循

19、胡克定律）来探究求合力的方法，如图所示，三根橡皮筋在o 点相互连接，拉长后三个端点用图钉固定在a、b、 c三点。在实验中，可以通过刻度尺测量橡皮筋的长度来得到橡皮筋的拉力大小，并通过oa、ob、oc 的方向确定三个拉力的方向，从而探究求其中任意两个拉力的合力的方法。在实第 5页验过程中，下列说法正确的是_。a实验需要测量橡皮筋的长度以及橡皮筋的原长b为减小误差，应选择劲度系数尽量大的橡皮筋c以 ob、 oc为两邻边做平行四边形，其对角线必与oa 在一条直线上且两者长度相等d多次实验中o 点不必固定【答案】 ad14在 “探究求合力的方法”的实验中，某同学按照如下步骤进行操作：a在桌上放一块方木

20、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，在橡皮条的另一端检上两条细绳形成结点，细绳的另一端系着绳套；c如图甲，用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使结点到达某一位置o，记录结点位置和两个弹賛测力计的示数、两根细绳的方向；d按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力f1 和 f2 的图示，并以f1 和 f2 为邻边作平行四边形，画出它们所夹的对角线。e只用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条，；并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。（ 1）把步骤 e 中的内容补充完整

21、 _。（ 2）本实验中步骤c 和 e 两次拉橡皮条的过程，主要体现了下列哪种科学方法_。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）下列操作有利于减小实验误差的是_（填字母代号） 。a实验前将两弹簧测力计调零后水平互钩对拉，选择两个读数相同的测力计b拴在橡皮条上的两条细绳必须等长，并且要尽量长一些c弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行d用两弹賛测力计同时拉橡皮条时，两弹簧测力计的示数之差应尽可能大e在记录力的方向时，标记同一细绳方向的两点要远些（ 4）图乙是该同学在白纸上根据实验数据用同一标度画出的图示，如果没有操作失误， 图乙中的f 与 f 两力中，方向一定沿ao 方向的是

22、 _。（ 5）若小明和小刚两位同学在家中想探究求合力的方法，他们手中有一些弹性橡皮条（弹力满足胡克定律，劲第 6页度系数为k）。如图丙所示，他们将三根橡皮条的一端系在一起，另一端分别系上细线，仍保证橡皮条原长相同，测得原长l0=5.40 cm 。接下来把贴有白纸的木板放在水平桌面上，两人合作平行于纸面分别通过细线拉三根橡皮条至某一长度（在弹性限度内），保持状态不变；如图丁所示，记录此时结点位置和三个橡皮条另一端的位置，量出三个端点到结点o 的距离分别为l1=9.20 cm、 l2=8.40 cm 、 l3=7.50 cm，请根据他们的实验过程和记录的数据作出探究求合力的方法的图示，并说明是如何

23、验证的。【答案】（1）把橡皮条的结点拉到同一位置o，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向（ 2）b（ 3）ace（ 4） f（ 5）如图所示，按比例作出平衡时三个橡皮条的拉力的图示。15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测力计互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条。（ 1）对两次拉伸橡皮条的实验过程，下列说法正确的是。a只要两次实验都将橡皮条拉伸相同长度即可b用两个弹簧测力计拉橡皮条时最好让每个测力计都达到满刻度c每一次实验都需要使弹簧测力计达到相同刻度d两次实验需将橡皮

24、条和绳的结点拉到相同位置（ 2）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（ 3）某同学在实验中作出如图所示的图，其中 a 为固定橡皮条的固定点，o 为橡皮条与细绳的结点，图中是f1、 f2 合力的理论值，是合力的实验值（填f 或 f）。【答案】（ 1） d（ 2） b（ 3）ff16如图甲为用等效代替法“探究求合力的方法”的实验装置图。甲乙（ 1）本实验中 “等效代替 ”的含义是。a橡皮筋可以用细绳替代b左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果c右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果d两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代第 7页（ 2）请将下面实验的主要步骤补充完整。将橡皮筋的一端固定在木板上的a 点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计；沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，记录的位置，并记录两个拉力的大小及方向；再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端也拉至o 点，记录。（ 3）如图乙所示，是某同学根据实验数据按照一定的标度（标度未画出）画出的力的图示。f1、f2、 f、 f中不是由弹簧测力计测得的力是（填字母）。【答案】（ 1） d（ 2）结点 o 的位置拉力的大小及方向（ 3） f17在 “探究求合力的方法”的实验中（ 1）本实验采用的