《高考备考指南 物理 》课件-实验三　验证力的平行四边形定则

实验三验证力的平行四边形定则(本栏目对应配套训练P18~19)知识巩固练习1.(2023年广州六中模拟)某同学独自一人进行“研究共点力的合成”这一实验.因无法同时拉两个弹簧测力计并记录拉力的方向和大小，该同学的实验操作步骤如下：①在木板上固定白纸，橡皮筋的一端用图钉固定在木板上A点，另一端系上两根带绳套的细绳，在白纸上标出某标记点O.②先将细绳1的绳套拉至另一标记点B并用图钉固定，再用弹簧测力计拉细绳2，将橡皮筋的另一端拉至O点并使两细绳间有一定的夹角θ，如图所示.记录此时弹簧测力计的示数F1及细绳2的方向(沿OC方向).③松开细绳1的绳套端，用弹簧测力计拉细绳2，再次将橡皮筋的另一端拉到O点，记录此时弹簧测力计的示数F2及细绳2的方向(沿图中虚线方向).④______，记录此时弹簧测力计的示数F3.

⑤确定标度，作出三个力的图示，观察这些力的图示间的几何关系.⑥改变标记点O、B的位置，重复上述实验过程，多次实验.(1)请写出在上述步骤中遗漏的环节：__________________________.

(2)为完成这一实验，这位同学应在步骤④中进行的操作过程为：__.

(3)这位同学根据记录的三个力F1、F2和F3作图，下列图示符合这位同学的实验过程的是______.

A BC D(4)这位同学想进一步进行合力与分力对应关系的探究，他在完成实验步骤①、②后，保持橡皮筋的另一端仍在O点并缓慢改变细绳2的方向，观察到弹簧测力计的读数逐渐增大，则两细绳间夹角θ的变化情况为__.

【答案】(1)没有标记C点位置(2)见解析(3)D(4)见解析【解析】(1)上述步骤中没有标记C点的位置.(2)将细绳2的绳套拉至标记点C并用图钉固定，再用弹簧测力计拉细绳1，将橡皮筋的另一端拉至O点，且使细绳1沿OB方向，记录此时弹簧测力计的示数F3及细绳1的方向.(3)相等效果的力F2应该与橡皮筋共线，为虚线OC方向；F1、F3的合力F合应该指向平行四边形的对角线，故选D.(4)OB垂直于OC时，弹簧测力计的读数最小，顺时针转动OC，弹簧测力计的读数逐渐增大，两细绳间夹角变小；逆时针转动OC，弹簧测力计的读数逐渐增大，两细绳间夹角变大.2.小亮利用图甲中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，固定两个光滑的定滑轮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：(1)改变钩码个数，实验可能完成的是.(填正确答案序号)A.钩码的个数N1＝1，N2＝3，N3＝5B.钩码的个数N1＝2，N2＝4，N3＝6C.钩码的个数N1＝3，N2＝6，N3＝9D.钩码的个数N1＝4，N2＝4，N3＝4(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是________.

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__________(填“乙”或“丙”)是正确的.

【答案】(1)D(2)A(3)乙【解析】(1)根据三角形法则，实验中的分力与合力的关系必须满足|F1－F2|＜F3＜F1＋F2，D正确.(2)本实验应该确定好分力与合力的大小和方向，以及作用点的位置.由于力的大小可以通过钩码个数来反映，故在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向，A正确.(3)由实验的实物图可知，F3方向是竖直向下的，故图乙是正确的.综合提升练习3.某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则，设计了如图所示的实验装置，固定在竖直木板上的量角器的直边水平，橡皮筋的一端固定于量角器的圆心O的正上方A处，另一端系绳套1和绳套2.(1)主要实验步骤如下，完成填空.A.弹簧测力计挂在绳套1上，手竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O处，记下弹簧测力计的示数F；B.弹簧测力计挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O处，此时绳套1沿0°方向，绳套2沿120°方向，记下弹簧测力计的示数F1；C.根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F1'＝______________；

D.比较，即可初步验证力的平行四边形定则；E.只改变绳套2的方向，重复上述实验步骤.(2)将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向，同时绳套2由120°方向缓慢转动到180°方向，此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动，保持绳套1和绳套2的夹角为120°不变.关于绳套1的拉力大小的变化，下列结论正确的是______(填选项前的序号).

A.逐渐增大 B.先增大后减小C.逐渐减小 D.先减小后增大【答案】(1)33FF1和F'1在误差允许范围内是否相同(2)4.(2023年中山模拟)某实验小组要测量一铁块的重力.由于铁块的重力超过了刻度不清的弹簧秤量程，为不损坏弹簧秤，设计如下实验，可提供选择器材有：一刻度不清的弹簧秤、细线、铁块、白纸、刻度尺、钩码、定滑轮.已知当地重力加速度为g、钩码质量为m0.该小组利用上述实验器材进行实验：(1)用弹簧秤竖直挂着钩码，如图甲所示，用刻度尺测出钩码静止时弹簧秤中弹簧的伸长量，即指针移动的长度x1，计算出弹簧的劲度系数k＝________(用m0、g、x1表示).

(2)用弹簧秤与细线互成角度吊起铁块，如图乙所示，静止时测出弹簧秤中弹簧的伸长量x2，可得此时弹簧秤的弹力FB＝kx2.(3)现已在图丙中画出细线OA、OB、OC的拉力方向及OB拉力的大小，并标记结点O.请你在图丙中用作图法画出OA的拉力FA.(4)用刻度尺量出图丙中FA和FB对应线段的长度，则可得铁块的重力G.(5)多次实验，测出铁块的重力，需保