高考物理一轮复习 第2章 相互作用 微专题10 实验验证力的平行四边形定则

我们在这里，召开私营企业家联谊会，借此机会，我代表成都市渝中工商局、渝中区私营企业协会，祝各位领导新年快乐、工作愉快、身体健康，祝各位企业家事业兴旺实验：验证力的平行四边形定则方法点拨验证力的平行四边形定则实验方法有多种，要理解合力和分力分别是哪些力，怎样确定合力、分力的大小和方向，怎样作力的平行四边形图形1小张和小王在做“验证力的平行四边形定则”实验中，实验步骤如下：用图钉把白纸钉在方木板上把方木板平放在桌面上，用图钉把橡皮条的一端固定在O点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套 图1小张同学用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置时，小王同学用铅笔描下结点的位置，标上字母A，如图1所示接着小王在两条细绳套的方向上离A点比较近的地方点下了另两个点B、C，并记录弹簧测力计的读数F1、F2.移开两弹簧测力计，从位置A画直线AB、AC，按选定的标度作出两只弹簧测力计的拉力F1、F2的图示，并用平行四边形定则作出合力F的图示只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点再次拉到同样位置A，记下弹簧测力计的读数和细绳的方向用刻度尺从A点按同样标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计的拉力F的图示比较力F的图示与合力F的图示，看两者是否等长、同向小张改变两个力F1和F2的大小和夹角，再次重复实验时，发现让结点回到A点不太容易，小王就在结点移过A点时用手指将其按压在A点，接着记录下两弹簧测力计的方向和示数大小接着重复步骤，最后得出结论：在误差允许的范围内，力的合成符合平行四边形定则(1)以上实验步骤中不恰当的是_，有错误的是_(2)图2是两组同学作出的图示，其中符合实际情况的是_图22一个同学做验证力的平行四边形定则的实验器材为：方木板、白纸、大头针一盒、橡皮筋一盒、刻度尺、铅笔实验步骤如下：A用几枚大头针将白纸固定在方木板上；B挑选三根相同的橡皮筋，将其中一端连接在一起，用刻度尺分别测量三根橡皮筋原长时的长度；图3C在白纸上适当距离固定三枚大头针A、B、C，将三根橡皮筋另一端分别套在A、B、C上，如图3所示，用刻度尺分别测量橡皮筋长度OA、OB、OC，计算并记录每根橡皮筋长度的变化量；D去掉橡皮筋，选取适当标度，在白纸上根据OA、OB、OC的方向和_作出三力的图示，然后以沿OB、OC方向的力为邻边作平行四边形，作出对角线，并用刻度尺测量对角线长度，比较对角线长度、方向与沿OA方向的橡皮筋的长度变化量、方向的关系(1)D步骤中应填写_(2)以上实验步骤中有一处存在疏漏，请指出来并改正：_.(3)下列有关实验的说法正确的是_A实验前应将任意两根橡皮筋一端套在一起对拉，选择伸长量相同的橡皮筋做实验B应调整大头针A、B、C位置多次实验，使三根橡皮筋的结点O位置保持不变C实验中用橡皮筋长度的变化量表示弹力大小D实验中应使橡皮筋与白纸平行3某小组为了验证力的平行四边形定则，设计了如图4甲所示的实验：在一个半圆形刻度盘上安装两个可以沿盘边缘移动的拉力传感器A、B，两传感器的挂钩分别系着轻绳，轻绳的另一端系在一起，形成结点O，并使结点O位于半圆形刻度盘的圆心在O点挂上重G2.00 N的钩码，记录两传感器A、B的示数F1、F2及轻绳与竖直方向的夹角1、2，用力的图示法即可验证力的平行四边形定则图4(1)当F11.00 N、F21.50 N，145、230时，请在图乙中用力的图示法作图，画出两绳拉力的合力F，并求出合力F_ N(结果保留三位有效数字)(2)该组同学在实验中，将传感器A固定在某位置后，再将传感器B从竖直位置的P点缓慢顺时针旋转，得到了一系列传感器B的示数F2和对应的角度2，作出了如图丙所示的F22图象，由图丙可知传感器A所处位置的角度1_.答案精析1(1)(2)甲解析(1)实验步骤中不恰当的是，应该在细绳套的方向上离A点尽可能远的地方点下另两个点B、C，并记录两个弹簧测力计的读数有错误的是，改变两个力的大小和夹角，再次重复实验时，发现让结点回到A点不太容易，可以另外选择结点位置进行实验，不能在结点移过A点时用手指将其按压在A点(2)用一只弹簧测力计拉橡皮条时，其拉力方向与OA在一条直线上，而利用平行四边形定则画出的两个力的合力F的方向可能与OA直线的方向有偏差实验符合实际情况的是甲2(1)橡皮筋长度的变化量大小(2)除了记录每根橡皮筋的长度变化量外，还需用铅笔在白纸上标记橡皮筋结点O的位置(3)ACD解析(1)三根橡皮筋劲度系数相同，弹力大小与长度变化量成正比(2)橡皮筋结点位置O与三枚大头针的连线可确定橡皮筋拉力的方向(3)根据胡克定律，三根橡皮筋的劲度系数相同时，可以用橡皮筋长度变化量代替弹力大小，因此实验中三根橡皮筋的劲度系数应相同，A、C选项正确；每次调整大头针位置，只需记录结点位置，根据大头针和结点位置即可确定弹力方向，B选项错误；实验中橡皮筋与白纸平行，力沿纸面，D选项正确3(1)如图所示2.01(1.972.05)(2)60(或)解析(1)先画出力的标度，根据题中所给的数据，利用平行四边形定则画出并求合力F2.01 N.(2)由题图丙