2017届高考物理第一轮总复习知识点配套练习题12

第5讲实验三:验证力的平行四边形定则1.(10分)甲、乙、丙三位同学做“互成角度的两个力的合成”实验,所用弹簧测力计的量程为0~5N,他们都把橡皮条的一端固定在木板上的A点,橡皮条的另一端通过细绳连接弹簧测力计,用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点,如图所示,此时细绳都与木板平行,用F1和F2表示拉力的方向和大小。甲同学F1和F2的方向互相垂直,F1=3.0N、F2=3.8N;乙同学F1和F2方向间的夹角约为30°,F1=F2=4.0N;丙同学F1和F2方向间的夹角约为120°,F1=F2=4.0N。这三位同学中操作不合适的是乙(填“甲”“乙”或“丙”),原因是:乙同学的两个力的合力大于5N,超过了测力计的量程。

【解析】操作不合适的是乙同学,因为他这两个力的合力超过了弹簧测力计刻度的最大值5N,之后再用一个弹簧测力计拉橡皮条时拉不到O点。2.(10分)(2015·福建六校联考)李明同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时,利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两个弹簧测力计拉力的大小,如图甲所示。(1)试在图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。(5分)答案:如图所示(2)有关此实验,下列叙述正确的是AC。(5分)

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.若只增大某一个弹簧测力计的拉力的大小而要保证橡皮筋结点位置不变,只需要调整另一个弹簧测力计的拉力的大小即可【解析】(1)用平行四边形定则作图,即以F1、F2为两邻边作平行四边形,对角线就表示合力F。(2)两分力可以同时大于合力,故A项正确;结点受三个力作用处于平衡状态,其中两弹簧测力计的拉力的合力与第三个力——橡皮筋的拉力等大反向,是一对平衡力,而橡皮筋的拉力不是合力,故B项错误;只有保证结点在同一位置才能说明作用效果相同,故C项正确;若两个分力的大小变化而方向都不变,则合力必定变化,故D项错误。3.(15分)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3.60N。(5分)

(2)下列不必要的实验要求是D。(5分)

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。(5分)答:使B拉力减小;减小M的重力大小;把A换成量程更大的弹簧测力计或改变B的拉力方向等(任选两个)。【解析】(1)根据弹簧测力计的指针位置以及读数规则可知A的示数为3.60N。(2)要验证的关系是A、B两个弹簧测力计的拉力的合力与M的重力等大反向,所以应测量M的重力。为减小测量误差,弹簧测力计应在使用前校零,拉力的方向与木板平面平行,A、B、C项正确。改变拉力进行多次实验,O点位置可以不同,D项错误。(3)为减小A的数值,有多种方法,例如:使B拉力减小,减小M的重力大小,把A换成量程更大的弹簧测力计,改变B的拉力方向等。4.(10分)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5N、分度值为0.1N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,如图所示。这时弹簧测力计的示数可从图中读出。(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为4.0N和2.5N(只需读到0.1N)。(5分)

(2)在方格纸中按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。(5分)答案:如图所示【解析】(1)读弹簧测力计示数时,应注意首先找零刻度一端,尤其是竖直放置的那个弹簧测力计是倒置的,它的读数是2.5N(而不是3.5N),水平放置的弹簧测力计读数是4.0N。(2)作图时要选取合适的标度。5.(15分)(2015·郑州质检)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(10-2m)0.741.802.803.724.605.586.42在图中作出F-x图象,求得该弹簧的劲度系数k=54(52~56均可)N/m;(10分)

答案:如图所示(2)某次实验中,弹簧秤的指针位置如图所示,其读数为2.10(2.08~2.12均可)N。(5分)

【解析】(1)描点作图见答案。图象的斜率为弹簧的劲度系数k=N/m≈54N/m。(2)读数精确到0.1N,读数时要估读到0.01N,最终读数为2.10N。沁园春·雪<毛泽东>北国风光，千里冰封，万里雪飘。望长城内外，惟余莽莽；大河上下，顿失滔滔。山舞银蛇，原驰蜡象，欲与天公试比高。须晴日，看红装素裹，分外妖娆。江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。惜秦皇汉武，