21年高考[物理]考点：验证平行四边形定则（教师版）专项突破

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1、高考考点高考考点专项突破 真金试炼真金试炼备战高考备战高考 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考2 专题专题 07 验证平行四边形定则验证平行四边形定则-备战备战 2021 年高考物理考点专项突破题年高考物理考点专项突破题 集集1.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（位于图示部分除 外），另一端 P 位于 y 轴上的 A 点时，橡皮筋处于原长。 （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

2、 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 F1=4.2 N 和 F2=5.6 N。 （i）用 5 mm 长度的线段表示 1 N 的力，以 O 点为作用点，在图（a）中画出力 F1、F2的图示，然后 按平形四边形定则画出它们的合力 F合； （ii）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

3、误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边 形定则。 【答案】：（1）4.0（2）（）F1、F2 和 F 合如图所示（）4.0 0.05 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考3 【解析】：（1）由图 b 可知每大格之间有 5 个小格弹簧测力计的最小分度为 0.2N，则读数为 4.0N。 （2）根据比例用圆规作图，结合平行四边形定则 作出图如右图所示，根据几何关系可得合力大小 为： 22 5.65.6 (4.2)()4.0 22 N 当然，可以直接从作出的图上读出，与 F 的夹角正切值为：计算结果为 0.05.F合力 5.6 4.2- 3 2 2 =-1 5.6 4 2 2(2018天津

4、高考)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)具体操作前，同学们提出了如下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

5、示力的作用线的点，如下图所示。其中对于提高实验精度最有利的是_。 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考4 【答案】：(1)BC(2)B 【解析】：(1)根据平行四边形定则可知，两细绳套拉力的合力不一定沿两细绳套夹角的角平分线，故 A 错 误。同次实验中，橡皮条结点 O 的位置应相同，不同次实验结点 O 的位置可以不同，故 B 正确。为减小 弹簧测力计摩擦和误差，施力方向应沿测力计轴线，读数时视线正对测力计刻度，故 C 正确。合力可以比 分力大，也可以比分力小，故 D 错误。 (2)为了提高实验精度，测力计读数应适当大一些，标度应适当小一些，两分力夹角适当大一些（60 度80 度），标

6、注细线方向的两点离结点应适当远一些。故选 B。 3(2019重庆南开中学模拟)在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某小组的主要实验步骤如下： A将一张白纸用图钉固定在水平木板上，然后将橡皮条的一端固定在水平木板上的 A 点，另一端系 上两根细绳套，先用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某 一位置 O，如图所示； B用铅笔描下结点的位置 O，并记录弹簧测力计的读数和两根细绳套的方向，利用刻度尺和三角板 根据平行四边形定则作图求出合力 F； C只用一个弹簧测力计，记下弹簧测力计的读数 F和细绳方向； D比较 F与 F，看它们在实验误差允许的范围内是否相同。

7、高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考5 根据实验步骤，请完成下列有关内容。 (1)实验步骤 C 缺少的实验内容是_。 (2)如图所示，初始时刻BOC90，保持结点 O 的位置不动，OB 绳方向不变，将 OC 绳逆时针旋转 至水平，则 FOB_，FOC_。(填力大小的变化情况) 【答案】：(1)将结点拉到位置 O(2)增大先减小再增大 【解析】：(1)实验步骤 C 中应将结点拉到位置 O 位置。 (2)对点 O 受力分析如上图所示，保持结点 O 的位置及 OB 绳方向不变，其中橡皮条长度不变，其拉力大 小方向都不变，则 OB 的拉力一直增大，OC 的拉力先减小后增大。 4(2019聊城

8、二模)在验证力的平行四边形定则的实验中，某同学进行的实验步骤是： a如图甲所示，将橡皮筋的一端固定在木板上的 A 点，另一端栓上两根绳套，每根绳套分别连着一 个弹簧测力计； b沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置标记为 O 点，读取此时 弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力 F1、F2的大小，用笔在两绳的拉力方向上分别标记 B、C 两点，并 分别将其与 O 点连接，表示两力的方向； 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考6 c再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至 O 点，记录其拉力 F 的大小并用上述方法记录其方 向。 (1)步骤 b、c 中，都将橡皮筋的

9、活动端拉至 O 点，这样做的目的是_。 (2)图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示，其中_是 F1和 F2合力的实际测量值。 (3)某次测量如图丙所示，两个弹簧测力计 M、N 的拉力方向互相垂直，即 90。若保持弹簧测 力计 M 的示数不变，当角 由图中所示的值逐渐减小时，要使橡皮筋的活动端仍在 O 点，可采用的办法 是_。 A增大 N 的示数，减小 角 B减小 N 的示数，减小 角 C减小 N 的示数，增大 角 D增大 N 的示数，增大 角 【答案】：(1)使 F 与 F1、F2共同作用的效果相同 (2)F (3)B 【解析】：(1)用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至 O 点，这样做

10、的目的是与 F1、F2共同作用的效 果相同，体现等效替代的方法。 (2)F1和 F2合力的实际测量值是用一根弹簧测力计拉的，故 F 是 F1和 F2合力的实际测量值。 (3)保持 O 点位置不动，画出受力分析图如上图所示，合力大小方向不变，弹簧测力计 M 的读数不变，由 图可知 角逐渐变小时，N 的示数减小，同时 角减小。 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考7 5.某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中 A 为固定橡皮条的图钉，O 为橡皮条 与细绳的结点，OB 和 OC 为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。 (1)如果没有操作失误，图乙中的 F 与 F

11、两力中，方向一定沿 AO 方向的是_。 (2)本实验采用的科学方法是_。 A理想实验法B等效替代法 C控制变量法 D建立物理模型法 (3)实验时，主要的步骤是： A在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上； B用图钉把橡皮条的一端固定在板上的 A 点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套； C用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置 O。记录 下 O 点的位置，读出两个弹簧测力计的示数； D按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力 F1和 F2的图示，并用平行四边形定则求 出合力 F； E只用一只弹簧测

12、力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按 同一标度作出这个力 F的图示； F比较 F和 F 的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。 上述步骤中：有重要遗漏的步骤的序号是_和_； 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考8 遗漏的内容分别是_和_ _。 【答案】：（1） （2）B （3）C E 记下两条细绳的方向 把橡皮条的接点拉到同一位置 O 点 F 【解析】：（1）F 是和的合力，是一个弹簧测力拉的沿竖直方向，故沿 AO 方向； 1 F 2 F F F （2）本实验采用的方法是等效替代法； （3）根据平行四边形定则，可知本实验中，需要记录力的大小和方

13、向，故遗漏的是 C、E 内容主要是记下 两条细绳的方向和把橡皮条的接点拉到同一位置 O 点。 6.(2015安徽高考)在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上， 将橡皮条的一端固定在板上一点，两个细绳套系在橡皮条的另一端。用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳 套，互成角度地施加拉力，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，如图所示。请将以下的实验操作和 处理补充完整： 用铅笔描下结点位置，记为 O； 记录两个弹簧测力计的示数 F1和 F2，沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点，用刻度尺把相应的 点连成线； 只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位

14、置 O，记录测力计的示数 F3，_； 按照力的图示要求，作出拉力 F1、F2、F3； 根据力的平行四边形定则作出 F1和 F2的合力 F； 比较_的一致程度，若有较大差异，对其原因进行分析，并作出相应的改进后再次进行实验。 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考9 【答案】：沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把这些点连成直线F 与 F3 【解析】：由实验原理可知用铅笔点出绳上的几个点，用刻度尺把这些点连成直线(画拉力的方向)，目 的是得到同两分力产生相同效果的这个力的方向。 F 与 F3作比较目的是比较用平行四边形作出的合力和产生相同效果的实际的力是否一致，即可验证力的

15、平行四边形定则。 7(1)甲、乙和丙三位同学做“互成角度的两个力的合成”的实验，所用弹簧测力计的量程为 05 N，他们 都把橡皮筋的一端固定在木板上的 A 点，橡皮筋的另一端通过细绳连接弹簧测力计，用两个弹簧测力 计把橡皮筋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。 甲同学实验中的 F1和 F2的方向互相垂直，F12.8 N、F23.5 N； 乙同学实验中的 F1和 F2方向间的夹角约为 30，F1F24.0 N； 丙同学实验中的 F1和 F2方向间的夹角约为 120，F1F24.0 N。 这三位同学中操作不合适的是哪一位？并说明原因_。 (2)若丁同学对本实验进行改进，设置如图所示的实验装置，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。在实验操作过程 中，改变拉力，重复多次实验时，要求 O 点_(“一定”或“不一定”)静止在同一位置。在某次实验中， 若该同学发现弹簧测力计 A 的指针稍稍超出量程，请你提出两条解决办法： 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考10