《2020年高考物理实验针对训练突破02 《力的平行四边形法则》（解析版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年高考物理实验针对训练突破02 《力的平行四边形法则》（解析版）（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验：力的平行四边形定则针对训练1在“探究求合力的方法”实验中，某同学用两只弹簧秤将橡皮筋的端点拉到点O，作出这两个力F1、F2的图示（图甲），然后用一只弹簧秤将橡皮筋的端点仍然拉到O，弹簧秤示数F如图乙所示。（1）弹簧秤的示数F_N；（2）请帮他在图甲中画出力F的图示（图中a为记录F方向时所记录的一点）；（3）该同学用虚线把F的箭头末端分别与F1、F2的箭头末端连起来他观察图形后受到了启发。你认为他紧接着应进行的两个实验步骤是_。A整理实验器材 B提出求合力方法的猜想C改变F1、F2的大小和方向，重复上述实验 D与同学交流讨论实验结果，得出结论【答案】（1）2.8 N（2）见解析（3）BC【
2、解析】（1）弹簧秤的最小刻度为0.2 N，可知弹簧秤的示数F2.8 N。（2）根据图示法作出F的图示，如图所示。（3）用虚线把F的箭头末端分别与F1、F2的箭头末端连起来。观察图形后受到了启发。提出求合力方法的猜想，然后改变F1、F2的大小和方向，重复上述实验，故B、C正确。2某实验小组为“验证力的平行四边形定则”，设计了如下三个实验方案：方案一：实验装置如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，OA为橡皮条，OB和OC为细绳用两只弹簧测力计分别拉OB和OC将橡皮条与细绳的结点拉到O点，再用一只弹簧测力计拉细绳将结点拉到与O点_（选填“重合”或“不重合”）。方案二：实验装置如图乙所示，弹簧测力计A
3、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点的位置和三根细线的方向。弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为_ N。方案三：实验装置如图丙所示，在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮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，要记录的是：结点O的位置、三段绳子的方向和_。【答案】重合 3.6 N 各条绳上所挂钩码的个数【解析】方案一：该实验采用“等效替代”法，同一次实验中要求两次拉橡皮条要到同一位置，即要求橡皮条形变的大小相同，故用一只弹簧测力
4、计拉细绳与用两只弹簧测力计拉细绳结点O的位置会重合；方案二：弹簧测力计读数，每1 N被分成5格，则1格就等于0.2 N。则题图中A的示数为3.6 N；方案三：为验证力的平行四边形定则，必须作受力图，所以先明确受力点，即标记结点O的位置，其次要作出力的方向并读出力的大小，最后作出力的图示，因此还要记录OA、OB、OC三段绳子的方向和各条绳上所挂钩码的个数。3某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴（横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm）的纸贴在水平桌面上，如图（a）所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点（位于图示部分之外），另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长。（
5、1）用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出测力计的示数如图（b）所示，F的大小为_N。（2）撤去（1）中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点此时观察到两个拉力分别沿图（a）中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F14.2 N和F25.6 N。用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O为作用点，在图（a）中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合；F合的大小为_N，F合与拉力F的夹角的正切值为_。若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证
6、了力的平行四边形定则。【答案】（1）4.0 N（2）见解析4.0 N，tan 0.05【解析】（1）由题图（b）可知，F的大小为4.0 N（2）画出力F1、F2的图示，如图所示用刻度尺量出F合的线段长约为20 mm，所以F合大小为4.0 N，F合与拉力F的夹角的正切值为tan 0.05。4一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中“验证力的平行四边形定则”。（1）如图甲，在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶_时电子秤的示数F；（2）如图乙，将三根细线L1、L2、L3的一端打结，另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉A和水壶杯带上。水平拉开细线L1，在白纸上记下结点O的位置、
7、_和电子秤的示数F1；（3）如图丙，将另一颗墙钉B钉在与O同一水平位置上，并将L1拴在其上手握电子秤沿着图乙中L2的方向拉开细线L2，使_和三根细线的方向与图乙中重合，记录电子秤的示数F2；（4）在白纸上按一定标度作出电子秤拉力F、F1、F2的图示，根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F的图示，若_，则平行四边形定则得到验证。【答案】（1）静止（或稳定、平衡、不动）（2）三根细线的方向（3）结点O的位置（4）F和F在误差允许范围内重合【解析】（1）要测量装满水的水壶的重力，当水壶处于平衡状态时电子秤的拉力等于水壶的重力，故需记下水壶静止（或稳定、平衡、不动）时电子秤的示数F。（2）要画出平行
8、四边形，则需要记录分力的大小和方向，所以在白纸上记下结点O的位置的同时也要记录三根细线的方向以及电子秤的示数F1。（3）已经记录了一个分力的大小，还要记录另一个分力的大小，则结点O位置不能变化，力的方向也都不能变化，所以应使结点O的位置和三根细线的方向与题图乙中重合，记录电子秤的示数F2。（4）根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F的图示，若F和F在误差允许范围内重合，则验证了平行四边形定则。5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5 N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）（多选）具体操作前，同学们提出了如下
9、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，如图所示。其中对于提高实验精度最有利的是。【答案】（1）BC（2）B【解析】（1）为了使实验结果更具有普遍性，在实验过程中不应让橡皮条的拉力方向具有特殊的角度或位置。A项错误；只有每一次实验时用一个力和用两
10、个力拉的效果相同即可，即O点位置相同，不需要每次实验的O点位置都相同，B项正确；使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线;读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度，C项正确；合力可以大于任一个分力，也可以等于分力，还可以小于任一分力，D项错误。（2）A、D实验中选取的力的标度过大，导致画力时，线段太短，不利于实验精确度；B图和C图选用的标度相同，但C中力太小，不利于作平行四边形，故B符合题意。6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
11、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N。（2）下列不必要的实验要求是。（请填写选项前对应的字母）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。【答案】（1）3.6 N（2）D（3）见解析【解析】（1）弹簧测力计的分度值为0.2 N，所以A的示数为3.6 N。（2）根据三力平衡的特点可知，弹簧测力计A、B的拉力的合力与重物M的重力等值反向，故A项是必要的。弹簧
12、测力计的零点误差影响各拉力的测量值，所以使用前需校零，B项是必要的。只有拉线方向与木板平面平行，才能保证所研究的各力在同一平面内，C项也是必要的。实验中只需测出两拉力的大小和方向以及重物的重力即可验证平行四边形定则，而弹簧测力计A的拉力不同时O点的位置就不同，故没必要使O点静止在同一位置，D项不必要。（3）弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，说明拉弹簧测力计A的力大了，可行的解决方法有：改变弹簧测力计B拉力的大小或方向；减小重物M的质量（或将A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B拉力的方向等）。7某同学进行“验证力的平行四边形定则”实验，试完成主要步骤:（1）如图甲，用两只弹簧测力计分别钩
13、住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，记下结点的位置O点、两弹簧测力计的读数F1、F2以及。（2）用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条与细绳套的结点拉到，记下细绳套的方向（如图丙中的Oc）。测力计示数如图乙所示，读得弹簧测力计的示数F=。（3）如图丙所示，按选定的标度作出了力的图示，请在图丙中：A按同样的标度作出力F的图示 B按力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F（4）关于该实验注意事项，下列说法中正确的是。A实验中所用的两根细绳越短越好 B弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行C每次实验中两个分力间的夹角必须大于90【答案】（1）两细绳套的方向（2）4.00 N（3）见解析（4）B【解析
14、】（1）如题图甲，用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，记下结点位置O和两测力计的示数F1、F2以及两细绳套的方向。（2）用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到同一位置O，记下细绳套的方向，由题图乙可读得弹簧测力计的示数F=4.00 N。（3）A按力的图示方法作出力F的图示如图所示；B根据力的平行四边形定则，作出F1、F2的合力F，如图所示。（4）拉橡皮条的细绳要适当长一些，以方便画出力的方向，故A错误；测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验中因摩擦造成的误差，操作中要求弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确；在实验中两个分力的夹角大小适当，且二力的
15、大小要适量大些，这样有利于减小实验中偶然误差的影响，不需要夹角必须大于90，故C项错误。8（1）某实验小组在“互成角度的两个共点力的合成”实验中，做好实验准备后，先用两个弹簧测力计把橡皮条的结点拉到某一位置O，此时他们需要记录的是、和，接着用一个弹簧测力计拉橡皮条，要特别注意的是。（2）（多选）下列实验操作中正确的是。A在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化B弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下CF1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程D为减小测量误差，F1、F2方向间夹角应为90（3）弹簧测力计的指示如图乙所示，由图可知拉力的大小为N。（4）在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋，其他步骤没有改变，那么实验结果是否会发
