相互作用专题15

专题15实验：探究两个互成角度的力的合成规律授课提示：对应学生用书22页1．某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，将橡皮筋改为劲度系数为400N/m的轻质弹簧AA′，将弹簧的一端A′固定在竖直墙面上．不可伸长的细线OA、OB、OC，分别固定在弹簧的A端和弹簧秤甲、乙的挂钩上，其中O为OA、OB、OC三段细线的结点，如图1所示．在实验过程中，保持弹簧AA′伸长1.00cm不变(1)若OA、OC间夹角为90°，弹簧秤乙的读数是______N(如图2所示).(2)在(1)问中若保持OA与OB的夹角不变，逐渐增大OA与OC的夹角，则弹簧秤甲的读数大小将______，弹簧秤乙的读数大小将________．答案：(1)3.00(2)一直减小先减小后增大解析：(1)弹簧秤的最小分度为0.1N，题图2读数为3.00N.(2)F甲、F乙的合力与轻质弹簧AA′的弹力等大反向，OA与OB夹角不变，OA与OC夹角变大如图所示，F乙与F甲垂直时最小，F乙先减小后增大，F甲一直减小．2．[2024·广东省深圳市期中考试]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)该实验运用的思想方法是________．A．等效替代法B．控制变量法C．理想模型法(2)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)下列的实验要求必要或者正确的是________(填选项前的字母).A．应用测力计测量重物M所受的重力B．应在水平桌面上进行实验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(4)在作图时，你认为图中________是正确的．(填“甲”或“乙”)答案：(1)A(2)3.80(3)AC(4)甲解析：(1)“验证力的平行四边形定则”实验过程中利用了等效替代的思想，A正确．(2)图中弹簧测力计的分度值为0.1N，需要估读到分度值下一位，则图中A的示数为FA＝3.80N.(3)以O点为对象，需要知道O点受到的三根细线的拉力大小和方向，其中细线OM拉力大小等于重物M的重力，故需要用测力计测量重物M所受的重力，A正确；应在竖直面内进行实验，B错误；拉线方向应与木板平面平行，以减小误差，C正确；改变拉力，进行多次实验，因为每次都是独立的实验，故每次实验不需要使O点静止在同一位置，D错误．(4)重力的方向一定竖直向下，由于误差原因，利用平行四边形定则得出的两个力的合力不一定在竖直方向，故图甲是正确的．3．[2024·辽宁省部分高中月考]学校实验室有许多规格相同的弹簧测力计，将弹簧测力计与刻度尺放在一起，如图甲所示．(1)由图甲可知，该弹簧的劲度系数k＝________N/m.(2)小林同学想测量某词典受到的重力，发现量程不够，他用3个弹簧测力计同时竖直向上将该词典拉起，稳定后其示数分别为4.4N、4.5N、4.6N，则该词典受到的重力大小G1＝________N．(3)小贾同学将弹簧测力计中的弹簧取出，发现其内部弹簧(质量不计)的自然长度均为9.00cm，小贾制作一个半径为12.00cm的圆盘，将3个弹簧的一端均匀固定在圆环上，另外一端固定打结，结点恰好在圆心O处，如图乙所示．将圆盘水平放置，在结点O处悬挂一文具盒，平衡时测得结点下降了5.00cm，则每根弹簧的弹力大小F＝________N，文具盒受到的重力大小G2＝________N．(结果均保留一位小数)答案：(1)62.5(2)13.5(3)2.52.9解析：(1)根据题图甲可知弹簧的弹力为5N时，弹簧的伸长量为8.00cm，所以弹簧的劲度系数k＝eq\f(5,0.08)N/m＝62.5N/m.(2)该词典受到的重力大小等于3个弹簧测力计的示数之和，即G1＝4.4N＋4.5N＋4.6N＝13.5N.(3)如图所示由几何关系可知平衡时每根弹簧的长度均为eq\r(12.002＋5.002)cm＝13.00cm，每根弹簧的伸长量均为