实验探究两个互成角度的力的合成规律

实验:探究两个互成角度的力的合成规律课后篇巩固提升合格考达标练1.(2021广东肇庆高一期末)实验小组采用图甲装置验证力的平行四边形定则。(1)如图乙所示,分别将弹簧测力计连接在两根细绳的末端,沿任意两条射线方向拉细绳,使汇力圆环与平板上的定位圆重合,记录两个拉力的。

(2)直接用一个弹簧测力计去拉细绳,使,记录这个拉力的。

(3)用作图法作出三个力,观察三个力构成的几何图形,看是否符合平行四边形定则。若用弹性绳替换细绳,(选填“影响”或“不影响”)实验结果。

解析(1)画出力的图示,要记录力的大小、方向和作用点。而图中已经记录了作用点也就是定位圆,因此只要再记录力的大小和方向即可。(2)由于合力和分力的效果相同,因此仍使汇力圆环与平板上的定位圆重合。同样要记录拉力的大小和方向。(3)由于细绳只是记录拉力的方向,因此将细绳换成弹性绳,对实验结果没有影响。答案(1)大小和方向(2)使汇力圆环与平板上的定位圆重合大小和方向(3)不影响2.在验证力的平行四边形定则实验中,某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上,将橡皮条的一端固定在板上一点,两个细绳套系在橡皮条的另一端。用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套,互成角度地施加拉力,使橡皮条伸长,结点到达纸面上某一位置,如图所示。请将以下的实验操作和处理补充完整:(1)用铅笔描下结点位置,记为O;(2)记录两个弹簧测力计的示数F1和F2,沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出两个点,用刻度尺把相应的点连成线;(3)只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O,记录测力计的示数F3,;

(4)按照力的图示要求,作出拉力F1、F2、F3;(5)根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F;(6)比较的一致程度,若有较大差异,对其原因进行分析,并作出相应的改进后再次进行实验。

解析(3)用铅笔描出绳上的两个点,用刻度尺把相应点连成直线(画拉力的方向),目的是画出同两分力产生相同效果的这个力的方向。(6)F与F3作比较,即比较用平行四边形作出的合力和产生相同效果的实际的力是否相同,即可验证力的平行四边形定则的正确性。答案沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出两个点,用刻度尺把这两点连成直线F与F3等级考提升练3.(2021广西百色高一期末)某同学利用如图甲所示的装置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,将三根轻绳打一个结点O,然后让其中的两根分别跨过A、B两个滑轮,在三根轻绳的另一端分别挂上不同数量的钩码(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F1、F2和F3的大小,请回答下列问题:(1)除了读出绳子拉力的大小外,还要必须完成的操作是;

A.用天平测出钩码的质量B.用量角器量出三段绳子之间的夹角C.量出OA、OB、OC三段绳子的长度D.标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向(2)作图时,你认为图中(选填“乙”或“丙”)符合实验事实;

(3)改变钩码个数,下列组合能完成实验的是。

A.钩码的个数N1=N2=1,N3=3B.钩码的个数N1=2,N2=4,N3=3C.钩码的个数N1=N2=N3=4D.钩码的个数N1=6,N2=3,N3=1解析(1)为验证平行四边形定则,必须作受力图,所以先明确受力点,即标记结点O的位置,其次要做出力的方向并读出力的大小,最后做出力的图示,因此要做好记录,是从力的三要素角度出发,标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向。故选D。(2)以O点为研究对象,F3是实际作用效果在OC这条线上,由于误差的存在,F1、F2的合力理论值要与实际值有一定偏差,故乙图符合实际,丙图不符合实际。(3)OA、OB、OC分别表示三个力的大小,由三个力共点力处于平衡,钩码的个数N1=N2=1,N3=3,不可以构成力的三角形,则结点不能处于平衡,A错误;钩码的个数N1=2,N2=4,N3=3,可以构成力的三角形,则结点能处于平衡,B正确;钩码的个数N1=N2=N3=4,可以构成力的三角形,则结点能处于平衡,C正确;钩码的个数N1=6,N2=3,N3=1,不可以构成力的三角形,则结点不能处于平衡,D错误。答案(1)D(2)乙(3)BC4.某研究小组做验证力的平行四边形定则实验,所用器材有:方木板一块,白纸,量程为5N的弹簧测力计两个,橡皮条(带两个较长的细绳套),刻度尺,图钉(若干个)。(1)具体操作前,同学们提出了如下关于实验操作的建议,其中正确的有。

A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上B.重复实验再次进行验证时,结点O的位置可以与前一次不同C.使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线;读数时视线应正对测力计刻度D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力(2)该小组的同学用同一套器材做了四次实验,白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点,如下图所示。其中对于提高实验精度最有利的是。

解析(1)做验证力的平行四边形定则实验时,橡皮条和两绳套夹角的角平分线没有必要在一条直线上,选项A错误;在同一次实验中要保持橡皮条结点O在同一位置,但为了寻找普遍规律重复实验(或不同实验小组实验)时,结点O的位置可以不同,选项B正确;由弹簧测力计的使用规则可知选项C正确;合力与分力的大小关系不确定,实验中没有必要使两个测力计拉橡皮条时拉力小于只用一个测力计时的拉力,选项D错误。(2)