高考物理大一轮复习 题组层级快练11 第二单元 相互作用 5 实验：验证力的平行四边形.doc

题组层级快练(十一)实验：验证力的平行四边形 一、选择题1.在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端打好绳套，如图所示实验中用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，以下说法正确的是()a两根细绳必须等长b橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上c在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤拉力方向与木板平面平行，且弹簧秤中的弹簧不能与其外壳接触d同一次实验中，o点位置允许变动e实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧秤的拉力的大小和方向，把橡皮条的结点拉到o点答案c二、非选择题2小明同学在学完力的合成与分解后，想在家里做实验验证力的平行四边形定则他从学校的实验室里借来两个弹簧测力计，按如下步骤进行实验a在墙上贴一张白纸，用来记录弹簧的弹力大小和方向b在一个弹簧测力计的下端悬挂一装满水的水杯，记下静止时该弹簧测力计的示数f.c将一根长约30 cm的细线从杯带中穿过，再将细线两端拴在两个弹簧测力计的挂钩上在靠近白纸处用手对称地拉开细线，使两个弹簧测力计的示数相等，在白纸上记下细线的方向和弹簧测力计的示数，如图甲所示d在白纸上按一定标度作出两个弹簧测力计的弹力的示意图，如图乙所示，根据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力f.(1)在步骤c中，弹簧测力计的示数为_ n.(2)在步骤d中，合力f_ n.(3)若_，就可以验证力的平行四边形定则答案(1)3.00(2)5.20(3)f近似在竖直方向，且数值与f近似相等解析(1)通过图甲所示读出力的示数为3.00 n；(2)在图乙中作出平行四边形，测出长度，对照标度算出力的大小；(3)如果实际的合力和通过平行四边形定则作出的合力在误差允许的范围内相同，则证明平行四边形定则是正确的3某同学在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，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和方向，如图(a)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)有关此实验，下列叙述正确的是_a两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大b橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力c两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置o，这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同d若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可(3)如图(b)所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个比较符合实验事实？(力f是用一只弹簧测力计拉时的图示)_(4)在以上比较符合实验事实的一位同学中，造成误差的主要原因是：(至少写出两种情况)_答案(1)见解析图(2)ac(3)甲同学实验得到的结果(4)见解析解析(1)以f1、f2为邻边作平行四边形，其对角线of即为所求的合力(如图所示)(2)两只弹簧测力计的拉力与橡皮筋的拉力的合力为零，它们之间不是合力与分力的关系，b项错误；结点位置不变，合力不变，当一只弹簧测力计的拉力大小改变时，另一只弹簧测力计的拉力的大小和方向必须都改变，故d项错误；正确的选项只有a、c.(3)用平行四边形定则求出的合力可以与橡皮筋拉力的方向有偏差，但用一只弹簧测力计拉结点的拉力与橡皮筋拉力一定在同一直线上，故甲同学实验得到的结果符合实验事实(4)f1的方向比真实方向偏左；f2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左；作图时两虚线没有分别与f1线和f2线平行(任选其二)4某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”弹簧测力计a挂于固定点p，下端用细线挂一重物m.弹簧测力计b的一端用细线系于o点，手持另一端向左拉，使结点o静止在某位置分别读出弹簧测力计a和b的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录o点的位置和拉线的方向(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为n，图中a的示数为_ n.(2)下列不必要的实验要求是_(请填写选项前对应的字母)a应测量重物m所受的重力b弹簧测力计应在使用前校零c拉线方向应与木板平面平行d改变拉力，进行多次实验，每次都要使o点静止在同一位置(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计a的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法答案(1)3.6(2)d(3)改变弹簧测力计b拉力的大小减小重物m的质量(或将a更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计b拉力的方向等)解析(1)由图知弹簧测力计的分度值为0.2 n，按“二分之一”估读法可知小数点后保留一位，故读得结果为3.6 n.(2)本实验中是利用平衡条件确定两拉力的合力与重物m所受重力等值反向，故a是必要的因弹簧测力计的零点误差影响到各拉力的测量值，且不能保证各拉力的真实值之比与测量值之比相等，故b也是必要的因只有拉线方向与木板平行时才能保证各力在竖直板上记录的方向与真实方向相同，故c亦是必要的由于本实验中只需测出两拉力的大小和方向以及重物的重力即可验证平行四边形定则，而当测力计a的拉力不同时o点的位置就不同，故不可能也无必要使o点静止在同一位置，答案为d项(3)见答案5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(n)0.501.001.502.002.503.003.50伸长量x(102m)0.741.802.803.724.605.586.42根据表中数据在图甲中作出fx图像并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乙所示，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，请在下列虚线框中画出这两个共点力的合力f合(3)由图得到f合_ n.答案(1)见解析图53(说明：2范围内都可)(2)2.10(说明：有效数字位数正确，0.02范围内都可)见解析图(3)3.3(说明：0.02范围内都可)解析(1)以水平方向为x轴，竖直方向为f轴，建立直角坐标系，然后描点，选尽可能多的点连成一条线，其图线的斜率即为弹簧的劲度系数k，在直线上任取一点，如(6102，3.2)，则k n/m53 n/m.(2)弹簧秤的读数为2.10 n，选标度合力的图示如图所示(3)经测量，合力f合3.3 n.6.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：(1)改变钩码个数，实验能完成的是()a钩码的个数n1n22，n34b钩码的个数n1n33，n24c钩码的个数n1n2n34d钩码的个数n13，n24，n35(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”)答案(1)bcd(2)a(3)甲解析(1)实验中的分力与合力的关系必须满足：|f1f2|f390，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答案(1)cd(2)bd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两项正确8某同学尝试用橡皮筋等器材验证力的平行四边形定则，他找到两条相同的橡皮筋(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，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端与细绳连接，结点为o，细绳下挂一重物，两橡皮筋的另一端也都连有细绳实验时，先将一条橡皮筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子a上，另一条橡皮筋任其下垂，如图甲所示；再将另一条橡皮筋的另一端的细绳也固定在墙上的钉子b上，如图乙所示(1)为完成实验，下述操作中必需的是_a两橡皮筋的另一端连接的细绳a、b长度要相同b要测量橡皮筋的原长c要测量图甲和图乙中橡皮筋的长度d要记录图甲中结点o的位置及过结点o的竖直方向e要记录图乙中结点o的位置及过结点o的竖直方向(2)对该实验“两条相同的橡皮筋”的要求的理解正确的为_a橡皮筋的材料和原长相同即可b橡皮筋的材料和粗细相同即可c橡皮筋的材料、原长和粗细均要相同