2019版物理创新江苏专用版：第二章 相互作用 实验二 活页作业 含答案

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精活页作业(时间：30分钟)1.(2017·江苏启东中学高三月考）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)实验对两次拉伸橡皮条的要求中,下列哪些说法是正确的()A。将橡皮条拉伸相同长度即可B.将橡皮条沿相同方向拉即可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）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（）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。拉橡皮条的细绳要短些解析(1)本实验的目的是为了验证力的平行四边形定则,即研究合力与分力的关系。根据合力与分力是等效的，本实验橡皮条两次沿相同方向拉伸的长度要相同，故选项A、B错误；在白纸上标下第一次橡皮条和绳的结点的位置,第二次将橡皮条和绳的结点拉到相同位置，表明两次效果相同，即两个拉力和一个拉力等效,而弹簧秤不必拉到相同刻度，故选项C错误，D正确。（2）细线的作用是能显示出力的方向，所以不一定等长,故选项A错误；弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故选项B正确；用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数适当大一些，但是不需要示数之差尽可能大，故选项C错误；为了减小误差，拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故选项D错误.答案（1)D(2）B2。（2017·新课标Ⅲ）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1mm)的纸贴在水平桌面上，如图1a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。6N.（ⅰ）用5mm长度的线段表示1N的力,以O为作用点，在图a中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合;图1(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。解析(1）由图b可知,F的大小为4。0N(2)(ⅰ）画出力F1、F2的图示，如图所示(ⅱ)用刻度尺量出F合的线段长为20mm,所以F合大小为4。0N,F合与拉力F的夹角的正切值为tanα＝0.05。答案(1）4。0N(2)(ⅰ）见解析（ⅱ）4.00。053.(2017·苏锡常镇三模)某同学在家中尝试验证力的平行四边形定则，他找到三条长度和粗细相同的橡皮筋(遵循胡克定律)，以及重物、刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子等。他设计了如图2所示的实验:①将三条橡皮筋的一端系在一起,另一端分别连一个绳套。②他分别向两边拉住任意两个绳套，测量橡皮筋的长度是否相等。③在墙上A、B两点钉两个钉子，将白纸固定在墙面上合适的位置,再将橡皮筋的两个绳套套在两钉子上，测出此时三条橡皮筋的长。④将重物挂在第三个绳套C上，测量并记录三条橡皮筋的长度并记下结点O的位置。⑤取下白纸,画出受力图，验证平行四边形定则。⑥换用不同的重物并改变A、B的位置重复实验。图2（1）实验步骤②的目的是________________。(2)实验步骤④中,有一个重要遗漏是________________.（3）实验步骤⑥中________(填“要”或“不要”）保证O点位置不变。(4）为了使实验更准确，下述做法错误的是________.A。A、B要一样高B.A、B距离要适当C。重物质量不能太大D.橡皮筋要与墙面平行解析(1）实验步骤②分别向两边拉住任意两个绳套，两个橡皮筋中的力大小相等，若长度相同,劲度系数一样,所以该步骤的目的是保证橡皮筋的劲度系数一样.(2)验证力的平行四边形定则，既要记录力的大小,也要记录力的方向,遗漏了记录橡皮筋的方向。（3)这里原理是三力平衡，其中两个力的合力与第三个力等值反向,所以不必保证O点位置不变。（4)实验过程中A、B是否一样高不影响实验，所以没有要求，选项A错误；A、B夹角不宜太大也不宜太小，所以A、B距离要适当，选项B正确;重物质量不能太大,大了会超过橡皮筋的弹性限度,选项C正确；测量过程中橡皮筋要与墙面平行，减小实验误差，选项D正确.答案(1)保证橡皮筋的劲度系数一样（2）记录橡皮筋的方向(答力的方向也对）（3）不要（4）A4。有同学利用如图3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F1、F2和F3，回答下列问题：图3(1）改变钩码个数，实验能完成的是________（填正确答案标号)。A.钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4B.钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4C。钩码的个数N1＝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________（填正确答案标号）.A.标记结点O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)在作图时，你认为图4中________是正确的.(填“甲”或“乙")图4解析（1）实验中的分力与合力的关系必须满足：｜F1－F2|≤F3≤F1＋F2,且三个力的大小为边构成的三角形，因此选项B、C、D是可以的。（3）实验中F3是竖直向下的。答案(1）BCD(2）A（3）甲5.如图5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，通过光滑铰链连接长0。3m的杆.将细绳连接在杆右端O点构成支架。保持杆在水平方向，按如下步骤操作：图5①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ;②对两个传感器进行调零；③用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数;④取下钩码，移动传感器A改变θ角。重复上述实验步骤，得到表格。θ30°60°…150°…F11.0010。580…1.002…F2－0.868－0。291…0。865…(1)根据表格，A传感器对应的是表中力________（选填“F1”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解析(1)由表格数据可知，F1都是正值，传感器受到的都是拉力，因绳子只能提供拉力，故A传感器对应的是表中力F1。对结点O受力分析有:F1sin30°＝mg，解得：m＝0.05kg.(2)本实验中多次对传感器进行调零，为了消除横杆自身重力对结果的影响，选项C正确。答案(1）F10.05(2）C6。（改编)某同学现利用拉力传感器来“验证力的平行四边形定则”，实验装置如图6甲所示：水平细杆上安装有两个拉力传感器A、B，并用数据线将传感器与计算机相连接.在与拉力传感器相连的不可伸长的轻质细线AB上某结点C处用细线悬挂重力为G的钩码D，AC〉BC。实验时，先将拉力传感器A、B靠在一起，然后不断缓慢增大两传感器A、B间的距离d，传感器将记录的张力数据传输给计算机进行处理，得到如图乙所示张力F随距离d的变化图线.甲乙图6试分析下列问题:(1)图中图线Ⅰ是由传感器________记录的数据所绘图线。(2）由图乙可知,钩码的重力G＝________N。(3)现要利用两传感器之间距离为d＝1.00m时所测得的实验数据来“验证力的平行四边形定则”，请根据图中的信息，按一定的比列作出FⅠ、FⅡ的图示，并用作图法求出FⅠ、FⅡ的合力F。（已知d＝1。00m时,AC与BC垂直)解析(1)由图乙可知，当d<0。53m时,图线Ⅰ对应的传感器示数恒定,而与另一传感器相连接的细线张力为零，即已松弛下来,松弛的细线长些，故图线Ⅰ对应的应该是细线BC的张力，是传感器B记录的数据所绘图线.(2）当AC松弛时，传感器B记录的张力等于钩码重力G，故G＝30N。(3)由