2020届高三高考物理二轮复习专项练习：实验：验证力的平行四边形法则

1、实验：验证力的平行四边形法则1.某同学用钩码和弹簧测力计做验证力的平行四边形定则 ”实验.(1)请将实验内容补充完整：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，在另一端绑上两根系有细绳套的细线.B.其中一根细线挂上 5个质量相等的钩码(每个钩码质量均为50 g),使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录 结点的位置O和细线方向.C.将图甲中钩码取下一个，并将细线用一光滑铁钉B(可随时固定)支开，在另一细线上挂上弹簧测力计，使两细线成一定角度，拉弹簧测力计，如图乙所示，图中 外3可测定，当cos=3时，橡皮筋正好位于竖直方向且橡皮筋与 cos 3 4细线结点的位置与步骤 B中结点的位置。重合，

2、此时弹簧测力计的示数应为 N(当地重力加速度g= 10 m/s2).(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2 .某同学做 验证力的平行四边形定则 ”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，。为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。图实出一3乙是在白纸上根据实验结果画出的图。甲(1)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 。(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.建立物理模型法实验时，主要的步骤是：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

3、.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;0。记录下O点的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，结点到达某一位置位置，读出两个弹簧测力计的示数；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Fi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：有重要遗漏的步骤的序号是 和;遗漏的内容分别是 和。3 .（2

4、019衡阳*II拟）如图所示，某实验小组同学利用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，通过光滑较链连接长0.3 m的杆.将细绳连接在杆右端 。点构成支架.保持杆在水平方向，按如下步骤操作：（g取10 m/s2）测量绳子与水平杆的夹角/ AOB= 0;对两个传感器进行调零；用另一根绳在 。点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数;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.Fi1.0010.5801.002F20.868 0.2910.865

5、030°60°150°（1）根据表格，A传感器对应的是表中力 （选填Fi”或F2” .）钩码质量为 kg（保留一位有效数字）.（2）本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是 .A.因为事先忘记调零B.何时调零对实验结果没有影响C.为了消除横杆自身重力对结果的影响D.可以完全消除实验的误差4 .在 验证力的平行四边形定则 ”的实验中，有下列实验步骤:A点.a.在桌上放一块方木板，在方木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在板上的b.只用一只弹簧测力计，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置。，记下弹簧测力计的示数F和细绳的方向，按同样比例作出力 F'的

6、图示.c.改变两个分力的大小和夹角，再做两次实验.d.记下两只弹簧测力计的示数Fi、F2及结点的位置，描下两条细绳的方向，在纸上按比例作出Fi和F2的图示,用平行四边形定则求出合力 F.e.比较力F与F,可以看出，它们在实验误差允许的范围内是相等的.f.把两条细绳系在橡皮条的另一端，通过细绳用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条，橡皮条伸长，使结点到达某一位置O.完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是 (填写步骤前面的字母).(2)下列措施中能减小实验误差的是 .A.两条细绳必须等长B.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平面平行C.拉橡皮条的细绳要稍长一些，标记同一条细绳的方向时两标记点要适当

7、远一些D.实验前先把实验所用的两只弹簧测力计的挂钩相互钩住平放在桌面上，向相反方向拉动，检查读数是否相同，若不同，则进行调节使之相同6.将橡皮筋的一端固定在 A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度为0.1 N的弹簧测力计.沿着两个不同的方向拉弹簧测力计，当橡皮筋的活动端拉(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为 N和 N.(2)在如图乙所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力.6.(2019广西桂林第十八中学模拟)验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，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.图乙是在白纸上根据实

8、验结果画出的图.（1）图乙中的F与F两力中，方向一定沿 AO方向的是 甲乙（2）某同学在做该实验时认为：A.拉橡皮条的细绳长一些，实验效果较好B.拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行C.橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置。时，拉力要适当大些D.拉力Fi和F2的夹角越大越好其中不正确的是（填入相应的字母）.7 .一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中验证力的平行四边 形定则.（b）包（1）如图（a）,在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶 时电子秤的示数 F.（2）如图（b）,将三根细线 Li、L2、L3的一端打结，另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙

9、钉 A和水壶杯带上.水平拉开细线Li,在白纸上记下结点 。的位置、和电子秤的示数 Fi.（3）如图（c）,将另一颗墙钉B钉在与。同一水平位置上，并将Li拴在其上.手握电子秤沿着（2）中L2的方向拉开细线L2,使 和三根细线的方向与（2）中重合，记录电子秤的示数F2.（4）在白纸上按一定标度彳出电子秤拉力F、Fi、F2的图示，根据平行四边形定则作出Fi、F2的合力F的图示，若,则平行四边形定则得到验证.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段绳子的拉力

10、Fi、F2和F3,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Ni=Nz=2, M=4B.钩码的个数Nl=N3=3, N2= 4C.钩码的个数Ni= N2= N3 = 4D.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。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)根据实验原理及操作，在作图时，你认为图中是正确的.(填甲”或乙”)甲答案解析1.某同学用钩码和弹簧测力计做验证力的平行四边形定则 ”实验.(1)请将实

11、验内容补充完整：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，在另一端绑上两根系有细绳套的细线.B.其中一根细线挂上 5个质量相等的钩码(每个钩码质量均为 50 g),使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录 结点的位置 O和细线方向.甲乙C.将图甲中钩码取下一个，并将细线用一光滑铁钉B(可随时固定)支开，在另一细线上挂上弹簧测力计，使两细线成一定角度，拉弹簧测力计，如图乙所示，图中 外3可测定，当 笔=3时，橡皮筋正好位于竖直方向且橡皮筋与 cos 3 4细线结点的位置与步骤 B中结点的位置。重合，此时弹簧测力计的示数应为 N(当地重力加速度g= 10 m/s2). (2)本实验采用的科学方法

12、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【答案】(1)钩码的个数(细线上的拉力)1.5 (2)B【解析】(1)由实验原理可知本实验利用等效替代法来验证力的平行四边形定则”，图甲中钩码的重力即合力大小，细线方向即合力方向，所以应记录钩码的个数(细线上的拉力卜结点O的位置和细线方向，在用钩码和弹簧测力计一起拉橡皮筋时，一定要将橡皮筋与细线结点的位置与步骤B中结点的位置 O重合，此时应记录钩码个数、弹簧测力计示数及对应的细线方向，分析图乙中结点的受力情况可得水平方向有4mgcos a= Fcos氏代入数据得弹簧测力计的示数应为 F=3mg=1.5 N.(2)由(1)知是等效

13、替代法.2 .某同学做验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，。为橡皮条与细绳的(1)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 (2)本实验采用的科学方法是 。B.等效替代法A.理想实验法C.控制变量法D.建立物理模型法实验时，主要的步骤是：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，结点到达某一位置O。记录下。点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；D.

14、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Fi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：有重要遗漏的步骤的序号是 和;遗漏的内容分别是 和。【答案】(1)F' (2)B (3)C E C中应加上 记下两条细绳的方向” E中应说明 把橡皮条的结点拉到同一位置O”【解析】(1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至。点的拉力一定沿 AO方向；而根据平行四边形定则作出的合力，由于误差的存在，不一定沿 AO方向

15、，故一定沿 AO方向的是F'。(2)一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，它们的作用效果可以等效替代，故B正确。(3)根据 验证力的平行四边形定则 ”实验的操作规程可知，有重要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同一位置O。3 .(2019衡阳*II拟)如图所示，某实验小组同学利用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，通过光滑较链连接长 0.3 m的杆.将细绳连接在杆右端 O点构成支架.保持杆在

16、水平方向， 按如下步骤操作：(g取10 m/s2)测量绳子与水平杆的夹角/ AOB= 0;对两个传感器进行调零；用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数;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.Fi1.0010.5801.002F20.868 0.2910.865030°60°150°(1)根据表格，A传感器对应的是表中力 (选填Fl”或F2” .)钩码质量为 kg(保留一位有效数字).(2)本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是 .A.因为事先忘记调零B.何时调零对实验结果没有影响C.为了消除横杆自身重力对结果的影响D

17、.可以完全消除实验的误差【答案】(1)Fi 0.05 (2)C【解析】(1)A传感器中的力均为正值，故 A传感器对应的是表中力Fi,平衡时，mg=Fisin a当0= 30°时，Fi=1.001 N,可求得 m=0.05 kg.(2)在挂钩码之前，对传感器进行调零，目的是为了消除横杆自身重力对结果的影响，故C正确.4 .在验证力的平行四边形定则”的实验中，有下列实验步骤：a.在桌上放一块方木板，在方木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在板上的A点.b.只用一只弹簧测力计，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧测力计的示数 F和细绳的方向，按同样比例作出力 F的图示.c.改变

18、两个分力的大小和夹角，再做两次实验.d.记下两只弹簧测力计的示数F1、F2及结点的位置，描下两条细绳的方向，在纸上按比例作出F1和F2的图示,用平行四边形定则求出合力 F.e.比较力F与F,可以看出，它们在实验误差允许的范围内是相等的.f.把两条细绳系在橡皮条的另一端，通过细绳用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条，橡皮条伸长，使结点到达某一位置O.完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是 (填写步骤前面的字母).(2)下列措施中能减小实验误差的是 .A.两条细绳必须等长B.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平面平行C.拉橡皮条的细绳要稍长一些，标记同一条细绳的方向时两标记点要适当远一些D.实验

19、前先把实验所用的两只弹簧测力计的挂钩相互钩住平放在桌面上，向相反方向拉动，检查读数是否相同，若不同，则进行调节使之相同【答案】:(1)afdbec (2)BCD【解析】：(1)先固定好白纸和橡皮条，两个弹簧测力计拉橡皮条到结点O,记下两个力的大小和方向，然后用一个弹簧测力计拉橡皮条到。点，记下拉力的大小和方向，由平行四边形定则画出两个力的合力，与第二次的一个力比较大小和方向；改变两个分力的大小和夹角，重复实验.故实验步骤为afdbec.(2)两条细绳是否等长，不会影响实验误差，A错误；避免拉力和纸面不平行，那样画出的力就不是实际作用力了，B可以减小误差，B正确；细绳稍长些，这样在描点画力的方向

20、时，偏差少，误差小，C正确；实验前调节弹簧测力计，使得两个读数标准相同，这样画出的平行四边形才准确，可以减小误差，D正确.6.将橡皮筋的一端固定在 A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度为0.1 N的弹簧测力计.沿着两个不同的方向拉弹簧测力计，当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图甲所示.这时弹簧测力计的读数可从图中读出.甲乙(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为N.(2)在如图乙所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力.”的实验情况如图甲所示，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.图乙是在白纸上根据

21、实验结果画出的图.(2)某同学在做该实验时认为:(1)图乙中的F与F两力中，方向一定沿 AO方向的是A.拉橡皮条的细绳长一些，实验效果较好B.拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行C.橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置。时，拉力要适当大些D.拉力Fi和F2的夹角越大越好其中不正确的是 (填入相应的字母).【答案】：(1)F' (2)D【解析】：(1)F是通过作图的方法得到合力的理论值，在平行四边形的对角线上，而F是通过一个弓t簧秤沿 AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到。点，其方向一定沿 AO方向.(2)在实验中要减小拉力方向的误差，应让标记同一细绳方向的两点尽量远些，

22、故细绳应该长一些，故A正确；作图时，我们是在白纸中作图，做出的是水平力的图示，若拉力倾斜，则作出图的方向与实际力的方向有较大差别，故应使各力尽量与木板平面平行，故B正确；拉力越大，则读数中出现的相对误差越小，故拉力应适当大些，故 C正确；两个拉力的夹角过大，合力会过小，量取理论值时相对误差变大，故D错误.7.一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中验证力的平行四边 形定则.(a)(H(c)(1)如图(a),在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶 时电子秤的示数 F.(2)如图(b),将三根细线Li、L2、L3的一端打结，另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉A和水壶杯带上.水平拉开细线Li,在白纸上记下结点 。的位置、和电子秤的示数 Fi.(3)如图(c),将另一颗墙钉 B钉在与O同一水平位置上，并将Li拴在其上.手握电子秤沿着(2)中L2的方向拉开细线L2,使 和三根细线的方向与(2)中重合，记录电子秤的示数F2.(4)在白纸上按一定标度彳出电子秤拉力F、Fi、F2的图示，根据平行四边形定则作出Fi、F2的合力F的图示，若,则平行四边形定则得到验证.【答案】(i)静止(2)三根细线的方向(3)结点O的位置 (4