2020高考物理復習 金版教程 實驗三 驗證力的平行四邊形定則練習

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1、限時規(guī)范特訓 (時間：45分鐘　分值：100分) 1. 在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，需要兩次拉伸橡皮條：一次是通過細繩用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮條，另一次是用一個彈簧秤通過細繩拉橡皮條，在這兩次拉伸中(　　) A．只要求將橡皮條拉到相同的長度 B．要求將橡皮條沿相同的方向拉到相同的長度 C．將彈簧秤拉到相同的刻度 D．將橡皮條和細繩的結點拉到相同的位置 解析：本實驗要研究合力和分力的關系，把第一次兩個彈簧秤的拉力F1和F2看作第二次一個彈簧秤的拉力F的分力．而根據(jù)合力和分力的關系可知，只有當F1、F2共同作用的效果和F單獨作用的效果相同時，才構成分力和合力的關系．在

2、這個實驗中，用橡皮條在拉力作用下發(fā)生的變化來反映作用效果，這個變化包括橡皮條的伸長方向和伸長量兩項，用伸長方向反映橡皮條所受合力的方向，用伸長量反映橡皮條所受合力的大小，僅用伸長量不能完整地反映力的作用效果．因此B選項正確，而A、C選項錯誤．如果兩次拉動使細繩和橡皮條的結點位于同一位置，橡皮條兩次的伸長方向和伸長量一定相同，因此D選項正確． 答案：BD 2. [2020·上海市模擬]在做“互成角度的兩個力的合成”的演示實驗中，下列敘述中正確的是 (　　) A．兩彈簧測力計的拉力可以同時比橡皮條的拉力大 B．若橡皮條的拉力是合力，則兩彈簧測力計的拉力是分力 C．兩次拉橡皮條時，需將橡皮

3、條拉到同一位置，這樣做的目的是保證兩次彈簧測力計拉的效果相同 D．若只增大某一只彈簧測力計的拉力大小，而又要保證橡皮條結點的位置不變，只需調(diào)整另一只彈簧測力計拉力的大小即可 解析：當兩彈簧測力計夾角較大時，合力小于彈簧測力計的拉力大小，即兩彈簧測力計的拉力可以同時比橡皮條的拉力大，A正確；若橡皮條的拉力是合力，則其兩個分力與兩彈簧測力計的拉力平衡，B錯誤；實驗效果是指橡皮條的形變大小和方向，將橡皮條拉到同一位置，則兩次彈簧測力計拉的效果相同，所以C正確；只增大某一只彈簧測力計的拉力大小，而合力不變，則另一只彈簧測力計拉力的方向一定變化，故D錯誤． 答案：AC 3. 在“驗證力的平行四邊

4、形定則”實驗中，將橡皮條的一端固定在豎直放置的木板上，另一端系上兩根細繩OA、OB，O為兩細繩與橡皮條的結點，細繩OA跨過釘在木板上的光滑的釘子C，下端掛重力已知的鉤碼，細繩OB用一個彈簧測力計勾住，如圖所示，可以通過改變鉤碼的個數(shù)和彈簧測力計的拉力調(diào)整橡皮條與兩細繩的結點O的位置． (1)某同學認為在此過程中必須注意以下幾項，其中正確的是(　　) A．兩細繩的夾角必須成90°，以便于算出兩細繩的合力 B．橡皮條應與兩繩夾角的平分線在同一直線上 C．在使用彈簧測力計時要注意使彈簧測力計與木板平面平行 D．只用彈簧測力計通過細繩拉橡皮條時結點O達到的位置應與鉤碼、彈簧測力計同時拉時

5、相同 (2)圖中OC與橡皮條延長線的夾角為α，細繩OB與橡皮條延長線的夾角為β，且α＋β>90°，下列操作正確的是(　　) A．增加鉤碼個數(shù)后，為使結點位置不變，應減小β，同時減小彈簧測力計的拉力 B．增加鉤碼個數(shù)后，為使結點位置不變，應增大β，同時增大彈簧測力計的拉力 C．保持鉤碼個數(shù)不變，將釘子向左移動一些，為使結點位置不變，應增大β，同時增大彈簧測力計的拉力 D．保持鉤碼個數(shù)不變，將釘子向左移動一些，為使結點位置不變，應減小β，同時增大彈簧測力計的拉力 解析：(1)兩細繩的夾角不一定成90°，兩分力不一定相等，因此橡皮條不一定與兩繩夾角的平分線在同一直線上． (2)增加鉤碼

6、個數(shù)后，結點向左下移，要使結點還在原位，若減小β，同時減小彈簧測力計的拉力會使結點偏離更遠；應增大β，同時增大彈簧測力計的拉力；保持鉤碼個數(shù)不變，將釘子向左移動一些，即OC方向上的力大小不變，使力的方向順時針轉動，為使結點位置不變，由于α＋β>90°，從圖可以看出，β肯定減小，F(xiàn)2肯定增大．B、D正確． 答案：(1)CD　(2)BD 4. “研究共點力的合成”的實驗情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細繩的結點，OB和OC為細繩，圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結果畫出的圖示． (1)圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是力________． (2)本實驗采用的主要

7、科學方法是(　　) A．理想實驗法　　　　 B．等效替代法 C．控制變量法 D．建立物理模型法 (3)實驗中可減小誤差的措施有(　　) A．兩個分力F1、F2的大小要盡量大些 B．兩個分力F1、F2間夾角要盡量大些 C．拉橡皮筋時，彈簧秤、橡皮筋、細繩應貼近木板且與木板平面平行 D．拉橡皮條的細繩要長些，標記同一細繩方向的兩點要遠些 解析：(1)單彈簧秤拉橡皮筋，需保證與兩個彈簧秤拉橡皮筋時等效，即結點O到同一位置，故方向一定沿AO的是F′.(2)本實驗采用的主要科學方法是等效替代法．(3)本實驗誤差來源主要是摩擦力，故C正確；兩個分力F1、F2的大小要盡量大些，一是減小讀

8、數(shù)誤差，二是減小作圖誤差，故A正確；拉橡皮筋的細繩要長些，標記要遠一些，這樣便于確定拉力方向，作圖更準確，故D正確；兩個分力F1、F2間夾角不宜過大或過小，那樣作圖不方便，容易產(chǎn)生誤差，故B錯誤． 答案：(1)F′ (2)B (3)ACD 5. 如圖所示，用A、B兩彈簧測力計拉橡皮條，使其伸長到O點(α＋β<)，現(xiàn)保持A的讀數(shù)不變，而使夾角α減小，適當調(diào)整彈簧測力計B的拉力大小和方向，可使O點保持不變，這時： (1)B的示數(shù)應是(　　) A．一定變大 B．一定不變 C．一定變小 D．變大、不變、變小均有可能 (2)夾角β的變化應是 (　　) A．一定變大 B．一定不變 C

9、．一定變小 D．變大、不變、變小均有可能 解析：“使O點保持不變”即表示A、B拉力的合力的大小和方向不變，則以O為圓心，以A的拉力大小為半徑畫圓弧如圖所示，根據(jù)平行四邊形定則，按題意α減小，可知B的拉力的大小和方向均發(fā)生相應的變化，由圖可知B的拉力的大小和角度β都將變小，故(1)、(2)均選C. 答案：(1)C　(2)C 6. 做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中： (1)所說的合力與兩個分力具有相同的效果，是指下列說法中的________． A．彈簧秤的彈簧被拉長相同長度 B．兩彈簧秤相對橡皮條保持相同的角度 C．橡皮條受拉力產(chǎn)生相同的形變 D．使橡皮條在某一方向上伸長到某一

10、相同的長度 (2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出力的圖示如圖．圖上標出了F1、F2、F、F′四個力，其中________(填上述字母)不是由彈簧秤直接測得的；比較力________與________的大小和方向，若基本相同，則力的平行四邊形定則得到了驗證． 解析：(1)若橡皮條在某方向上達到相同的長度，則表明合力與兩個分力具有相同的效果．(2)F′是依據(jù)平行四邊形定則合成的力，比較F和F′的大小和方向，即可驗證力的平行四邊形定則． 答案：(1)D　(2)F′　F　F′ 7. [2020·廣州測試]“驗證力的平行四邊形定則”實驗中 (1)部分實驗步驟如下，請完成有關內(nèi)容： A．將一根橡皮筋的一端固

11、定在貼有白紙的豎直平整木板上，另一端綁上兩根細線． B．在其中一根細線上掛上5個質(zhì)量相等的鉤碼，使橡皮筋拉伸，如圖1所示，記錄：__________、__________、__________. C．將步驟B中的鉤碼取下，分別在兩根細線上掛上4個和3個質(zhì)量相等的鉤碼，用兩光滑硬棒B、C使兩細線互成角度，如圖2所示，小心調(diào)整B、C的位置，使__________，記錄__________． (2)如果“力的平行四邊形定則”得到驗證，那么圖2中＝__________. 解析：(1)B.記錄鉤碼個數(shù)(或細線拉力)，橡皮筋與細線結點的位置O，細線的方向(說明：能反映細線方向的其他記錄也可以)

12、 C．應使橡皮筋與細線結點的位置與步驟B中結點位置重合，并記錄鉤碼個數(shù)和對應的細線方向． (2)對結點進行受力分析，設每個鉤碼的質(zhì)量均為 m，由平衡條件可知，水平方向滿足： 4 mgcosα＝3 mgcosβ，所以＝. 答案：(1)見解析　(2) 8.有同學利用如圖所示的裝置來驗證力的平行四邊形定則：在豎直木板上鋪有白紙，固定兩個光滑的滑輪A和B，將繩子打一個結點O，每個鉤碼的重量相等，當系統(tǒng)達到平衡時，根據(jù)鉤碼個數(shù)讀出三根繩子的拉力TOA、TOB和TOC，回答下列問題： (1)改變鉤碼個數(shù)，實驗能完成的是(　　) A．鉤碼的個數(shù)N1＝N2＝2，N3＝4 B．鉤碼的個數(shù)N1＝N

13、3＝3，N2＝4 C．鉤碼的個數(shù)N1＝N2＝N3＝4 D．鉤碼的個數(shù)N1＝3，N2＝4，N3＝5 (2)在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個步驟是(　　) A．標記結點O的位置，并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向 B．量出OA、OB、OC三段繩子的長度 C．用量角器量出三段繩子之間的夾角 D．用天平測出鉤碼的質(zhì)量 (3)在作圖時，你認為下圖中__________是正確的．(填“甲”或“乙”) 解析：(1)實驗中的分力與合力的關系必須滿足：|F1－F2|

14、明同學在做“互成角度的兩個力的合成”實驗時，利用坐標紙記下了橡皮筋的結點位置O點以及兩只彈簧測力計拉力的大小，如圖所示． (1)試在圖(a)中作出無實驗誤差情況下F1和F2的合力圖示，并用F表示此力． (2)圖(b)所示是李明和張華兩位同學在做以上實驗時得到的結果，其中哪一個實驗比較符合實驗事實？(力F′是用一只彈簧測力計拉時的圖示) 答：__________________________________________________. (3)在以上實驗結果比較符合實驗事實的一位同學中，造成誤差的主要原因是：(至少寫出兩種情況) 答：_____________________

15、_______________________________ _________________________________________________________. 解析：(1)用平行四邊形定則作圖，即以F1、F2為兩鄰邊作平行四邊形，對角線OF就表示合力F.(標上箭頭表明方向) (2)作圖法得到的F必為平行四邊形的對角線，單個彈簧測力計的拉力F′一定與橡皮筋共線，故張華的實驗比較符合實驗事實． (3)F2的大小比真實值偏小且方向比真實方向偏左．作圖時兩虛線分別與F1線和F2線不嚴格平行． 答案：(1)如圖所示 (2)張華做的符合實驗事實　(3)見解析 10.

16、 如圖所示，某小組同學利用DIS實驗裝置研究支架上力的分解．A、B為兩個相同的雙向力傳感器，該型號傳感器在受到拉力時讀數(shù)為正，受到壓力時讀數(shù)為負．A連接質(zhì)量不計的細繩，可沿固定的板做圓弧形移動．B固定不動，通過光滑鉸鏈連接長0.3 m的桿．將細繩連接在桿右端O點構成支架．保持桿在水平方向，按如下步驟操作： ①測量繩子與水平桿的夾角∠AOB＝θ ②對兩個傳感器進行調(diào)零 ③用另一繩在O點懸掛一個鉤碼，記錄兩個傳感器讀數(shù) ④取下鉤碼，移動傳感器A改變θ角 重復上述實驗步驟，得到表格. F1 1.001 0.580 … 1.002 … F2 －0.868 －0.291

17、 … 0.865 … θ 30° 60° … 150° … (1)根據(jù)表格，A傳感器對應表中的力__________(選填“F1”或“F2”)．鉤碼質(zhì)量為__________kg(保留1位有效數(shù)字)． (2)本實驗中多次對傳感器進行調(diào)零，對此操作說明正確的是 (　　) A．因為事先忘記了調(diào)零 B．何時調(diào)零對實驗結果沒有影響 C．為了消除橫桿自身重力對結果的影響 D．可以完全消除實驗的誤差 解析：(1)A傳感器中的力均為正值；故A傳感器對應的是表中力F1，平衡時， mg＝F1·sinθ，當θ＝30°時，F(xiàn)1＝1.001 N，可求得 m＝0.05 kg. (2)在掛鉤碼之前，對傳感器進行調(diào)零，目的是為了消除橫桿自身重力對結果的影響，故C正確． 答案：(1)F1　0.05　(2) C