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高中物理实验03验证力的平行四边形定则


夏晓桐 Xxx03 1.在“验证力的平行四边形定则”的实验中所说的合力与两个分力具有的效果,是指下列说法中的 ( ) A.弹簧测力计的弹簧被拉长 C.细绳套受拉力产生形变 D.使橡皮条在某一方向上伸长到同一长度 2.(2010· 天津高考)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

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. (1)(双选)实验对两次拉伸橡皮条的要求中,下列哪些说法是正确的________(填字母代号). A.将橡皮条拉伸相同长度即可 B.将橡皮条沿相同方向拉到相同长度 C.将弹簧秤都拉伸到相同刻度 D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置 (2)(双选)同学们在操作过程中有如下议论,其中对减小实验误差有益的说法是________(填字母代号). A.两细绳必须等长 B.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行 C.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大 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 图 2-5-3 3.“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图 2-5-3 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 2-5-3 乙是在白纸上根据实验结果画出的图. (1)如果没有操作失误,图 2-5-3 乙中的 F 与 F′两力中,方向一定沿 AO 方向的是________. (2)本实验采用的科学方法是________. A.理想实验法 C.控制变量法 B.等效替代法 D.建立物理模型法 B.固定橡皮条的图钉受拉力产生形变

4.(2012· 汕尾模拟)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, 设计了如图 2-5-4 所示实验: 将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子 A、 上, B 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. (1)为完成该实验,下述操作中不需要的是________. 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 (2)钉子位置固定,欲利用现有器材,改变条件再次验证,可采用的方法是 ______________________________________________________________. 5. (2012· 深圳市外国语学校模拟)有同学利用如图 2-5-5 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,每个钩码的质量相等,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: 图 2-5-5
1

图 2-5-4

(1)改变钩码个数,实验不能完成的是( A.钩码的个数 N1=N2=2,N3=4 C.钩码的个数 N1=N2=N3=4

) B.钩码的个数 N1=N3=3,N2=4 D.钩码的个数 N1=3,N2=4,N3=5

(2)在拆下钩码和绳子前,应该做好三个方面的记录: ①___________________________________________________________. ②___________________________________________________________. ③___________________________________________________________. 6.(2011· 惠州模拟)某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验时,主要步骤是 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,结点达到某一位置 O, 记录下 O 点的位置,读出两只弹簧测力计的示数; 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)有遗漏的步骤的序号是________和________; (2)遗漏的内容分别是__________________________________________ 和___________________________________________________________. 7.(1)做验证力的平行四边形定则的实验,是在水平放置的木块上铺一张白纸,把橡 皮条的一端固定在板的 A 点,橡皮条的另一端拴有两细绳套,如图所示,两个测力计分 别钩住细绳套, 互成角度地拉橡皮条使之伸长.到达某一位置 O 时需记下______________、 ______________,描下______________,再用一个测力计钩住细绳套把橡皮条拉长,使结 点达______________的位置,再记下______________和______________. (2)下图是 A、B 两位同学在做本实验时得到的结果,可以断定其中______________同 学的实验结果比较符合实验事实,理由是___________________________________. (3)在“验证力的平行四边形定则”的实验中,两弹簧测力计拉力的图示在图中作出, 图中方格每边的长度表示 1 N, 是橡皮筋的一个端点.用两个直角三角板按照作图法作出 O 合力 F 的图示.得到合力的大小为______________N. (4) “互成角度的两个力的合成”实验中,如图 8 所示,用 AB 两弹簧秤拉橡皮条结点 O, 使其位于 E 处,此时 ? + ? =90°,然后保持 A 的读数不变,当 ? 角由图中所示的值逐渐减 小时,要使结点仍在 E 处,可采取的办法是 A.增大 B 的读数,减小 ? 角 B.减小 B 的读数,减小 ? 角 C.减小 B 的读数,增大 ? 角 D.增大 B 的读数,增大 ? 角
O E α β A B 图8 2

1【解析】

在“验证力的平行四边形定则”的实验中所说的作用效果是指将橡皮条沿某一方向伸长

相同的长度,故只有 D 正确. 【答案】 D 2【解析】 (1)实验中,两次拉伸橡皮条应使橡皮条沿相同方向拉到相同长度,即把橡皮条和绳的结 点拉到相同位置,B、D 正确. (2)为了减小实验误差应使细线长一些,且标记拉力方向的两点远些,故 D 正确.此实验操作要求弹簧 秤、细绳、橡皮条与木板平行,故 B 项正确. 【答案】 (1)BD (2)BD 3【解析】 (1)因为 F 是根据平行四边形定则作出的 F1、F2 的合力,由于实验总存在误差,所以 F 的 方向不一定沿 AO 方向,而 F′是用一只弹簧秤拉时的拉力,如果没有操作失误,方向一定沿 AO 方向, 所以应该为 F′. (2)“验证力的平行四边形定则”的基本原理是:一个力 F′的作用效果与两个共点力 F1 和 F2 的共同 作用效果都是把橡皮条结点拉伸到某点,所以 F′为 F1 和 F2 的合力.作出 F′的图示,再根据力的平行 四边形定则作出 F1 和 F2 的合力 F 的图示, 比较 F′与 F 大小是否相等, 方向是否相同,所以应选 B 选项. 【答案】 (1)F′ (2)B 4【解析】 运用等效思想来验证平行四边形定则,即要验证以两力为邻边作平行四边形,其对角线 是否和合力相符.本小题中结点受三个力,其中两个力的合力与第三个力等大反向,故先测出各力的大小 和方向,然后作出各力的图示,以两边为邻边作平行四边形,如果在实验误差允许的范围内平行四边形的 对角线与第三个力等大反向,即可验证.为测量各力的大小需要记录橡皮筋原长、悬挂重物后的长度以及 记录悬挂重物后 O 点位置.故必需的是 B、C、D.不需要的只有 A.可以通过改变小重物改变各力的大小和 方向. 【答案】 (1)A (2)更换不同的小重物 5【解析】 (1)本实验验证力的平行四边形定则时,两分力 F1 和 F2 不能在同一条直线上进行,所以 A 不能完成,B、C、D 能完成. (2)要标记结点 O 的位置,同时记录 OA、OB、OC 三段绳子的方向和三段绳子所挂钩码的个数. 【答案】 (1)A (2)①标记结点 O 的位置 ②记录 OA、OB、OC 绳的方向 ③三段绳上所挂钩码的个数 6【解析】 根据“验证力的平行四边形定则”的实验步骤可知,有遗漏的步骤的序号是 C、E.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了同一位置 O. 【答案】 (1)C E (2)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了同一位置 O 7 答案: (1)两测力计的读数 两细绳方向 结点位置 O 点 结点 O 测力计读数 细绳的方向 (2)A 用一根弹簧秤拉时,拉力的方向一定沿橡皮绳的方向 (3)据力平行四边形定则可得,合力 F 大小为 7 N. (4)B

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