【优化探究】2022届高三物理一轮复习知能检测：2-4-2验证力的平行四边形定则-

[命题报告·老师用书独具]学问点题号试验原理1、3留意事项和误差分析2、7试验步骤6数据处理4、51.在“探究求合力的方法”的试验中，下列说法正确的是()A．用三个已校好的弹簧测力计才能完成此试验B．用两个校好的弹簧测力计就可以完成此试验C．用一个校好的弹簧测力计不能完成此试验D．试验中弹簧测力计的外壳与纸面间的摩擦将会影响试验的结果解析：由试验原理可知，当需要用两个弹簧测力计同时拉橡皮筋时，在确定结点O及两个分力的方向的状况下，可以用一个弹簧测力计先拉一侧，另一侧直接用细绳拉，先确定一个分力的大小，用同样的方法再确定另外一个分力的大小，选项B正确．答案：B2．在做“验证力的平行四边形定则”的试验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，则下列说法中正确的是()A．同一次试验中，O点位置不允许变动B．试验中，只需记录弹簧测力计的读数和O点的位置C．试验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两只弹簧测力计之间的夹角必需取90°D．试验中，要始终将其中一只弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调整另一只弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点解析：试验中合力的大小必需保持不变，即O点位置不允许变动，A正确；试验中，不但要记录弹簧测力计的读数和O点位置，还要记录两拉力的方向，B错误；本试验中在力的作用效果相同的状况下，两弹簧测力计之间的夹角是任意的，C错误；选项D中的操作，可能会超过弹簧测力计的弹性限度，因而错误．答案：A3．某同学在家中尝试“验证平行四边形定则”，他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下试验；将两条橡皮筋的一端分别拴在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物，如图所示．(1)为完成该试验，下述操作中必需的是________．a．测量细绳的长度b．测量橡皮筋的原长c．测量悬挂重物后橡皮筋的长度d．记录悬挂重物后结点O的位置(2)钉子位置固定，欲利用现有器材，转变条件再次验证，可接受的方法是____________________________．解析：(1)运用等效思想来验证平行四边形定则，即要验证以两力为邻边作平行四边形，其对角线是否和合力相符．本小题中结点受三个力，其中两个力的合力与第三个力等大反向，故先测出各力的大小和方向，然后作出各力的图示，以两边为邻边做平行四边形，假如在试验误差范围内平行四边形的对角线与第三个力等大反向，即可验证．为测量各力的大小故需要记录橡皮筋原长、悬挂重物后的长度以及记录悬挂重物后O点的位置．故应选b、c、d.(2)可以通过转变小重物转变各力的大小．答案：(1)bcd(2)更换不同的小重物4．(2022年六安模拟)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、最小刻度为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，如图甲所示．(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．解析：(1)弹簧测力计的最小刻度为0.1N，读数时应估读一位，所以读数分别为2.50N和4.00N.(2)取一个小方格的边长表示0.50N，作出两个力及它们的合力如图所示．答案：(1)2.504.00(2)见解析5．某同学在学完“力的合成”后，想在家里做试验“验证力的平行四边形定则”．他从学校的试验室里借来两个弹簧秤，按如下步骤进行试验．A．在墙上贴一张白纸用来记录弹簧秤弹力的大小和方向B．在一个弹簧秤的下端悬挂一装满水的水杯，登记静止时弹簧秤的读数FC．将一根大约30cm长的细线从杯带中穿过，再将细线两端分别拴在两个弹簧秤的挂钩上．在靠近白纸处用手对称地拉开细线，使两个弹簧秤的示数相等，在白纸上登记细线的方向，弹簧秤的示数如图甲所示D．在白纸上按确定标度作出两个弹簧秤的弹力的图示，如图乙所示，依据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力F′(1)在步骤C中，弹簧秤的读数为________N.(2)在步骤D中，合力F′＝________N.(3)若__________________，就可以验证力的平行四边形定则．解析：(1)弹簧秤读数时需要估读，最终的读数要以有效数字的形式给出，依据图甲弹簧秤指针的位置，可读出力的大小为3.00N.(2)依据力的大小可以用线段的长度来表示，利用刻度尺和三角板在图乙上由已知的两个力作出平行四边形，测量出平行四边形的对角线的长度，与标度1N的长度进行比较，可求出F′的大小为(5.2±0.2)N.(3)若F′在竖直方向且数值与F近似相等，则在试验误差允许的范围内可以验证力的平行四边形定则．答案：(1)3.00(2)5.2±0.2(3)F′在竖直方向且数值与F近似相等6．“验证力的平行四边形定则”试验中(1)部分试验步骤如下，请完成有关内容：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，另一端绑上两根细线．B．在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录：________、________、________.C．将步骤B中的钩码取下，分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码，用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度，如图乙表示，当心调整B、C的位置，使______________________，记录____________________________．(2)假如“力的平行四边形定则”得到验证，那么图乙中eq\f(cosα,cosβ)＝________.解析：(1)依据验证力的平行四边形定则试验步骤可知：B中应记录的是：结点O的位置；钩码个数(或细线拉力大小)；拉力方向(或细线方向)．C中调整B、C位置的目的是使橡皮筋与细线的结点O与步骤B中记录的结点位置重合，需要记录的是细线方向和钩码个数(或细线拉力大小)．(2)若平行四边形定则得到验证，设每个钩码重为G，则F＝5G、F1＝4G、F2＝3G，由三角函数关系可知三力恰好构成直角三角形，则cosα＝3/5，cosβ＝4/5，所以cosα答案：(1)结点O的位置钩码个数拉力方向(或细线方向)橡皮筋与细线的结点O与步骤B中结点位置重合钩码个数和对应细线的方向(2)eq\f(3,4)7．李明同学在做“互成角度的两个力的合成”试验时，利用坐标纸登记了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧秤拉力的大小，如图所示．(1)试在图中作出无试验误差状况下F1和F2的合力图示，并用F表示此力．(2)有关此试验，下列叙述正确的是________．A．两弹簧秤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，两弹簧秤的拉力是分力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秤拉力的效果相同D．若只增大某一只弹簧秤的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧秤拉力的大小即可(3)如图所示是张华和李明两位同学在做以上试验时得到的结果，其中哪一个试验比较符合试验事实？(力F′是用一只弹簧秤拉时的图示)eq\a\vs4\al(答：.)(4)在以上比较符合试验事实的一位同学中，造成误差的主要缘由是什么？(至少写出两种状况)eq\a\vs4\al(答：.)解析：(1)依据平行四边形定则，作出如图所示的合力．(2)依据合力与分力的关系，两个分力都可以大于合力，因此两弹簧秤的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大，A正确；橡皮筋的拉力与两弹簧秤的拉力的合力等大反向，B错误；C项中的叙述