高考物理一轮总复习课时规范练10 验证力的平行四边形定则.docVIP

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课时规范练10验证力的平行四边形定则

《课时规范练》P346

1.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5N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,如下图所示。其中对于提高实验精度最有利的是。?

答案:(1)BC(2)B

解析:(1)做验证力的平行四边形定则实验时,橡皮条和两绳套夹角的角平分线没有必要在一条直线上,选项A错误;在同一次实验中要保持橡皮条结点O在同一位置,但为了寻找普遍规律重复实验(或不同实验小组实验)时,结点O的位置可以不同,选项B正确;由弹簧测力计的使用规则可知选项C正确;合力与分力的大小关系不确定,实验中没有必要使两个测力计拉橡皮条时拉力小于只用一个测力计时的拉力,选项D错误。

(2)A、D图中选择的力的标度太大,不方便作图,并且A图中表示力的作用线的点离结点O太近不利于确定力的方向,选项A错误;C图中实验时弹簧测力计的示数太小,作图误差较大,不利于总结实验结论,选项C错误。故只有选项B最符合题意。

2.某探究小组做验证力的平行四边形定则的实验,将画有坐标轴(横轴为m)的纸贴在水平桌面上,如图甲所示。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。

(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。测力计的示数如图乙所示,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甲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=4.2N和F2=5.6N。

(ⅰ)用5mm长度的线段表示1N的力,以O为作用点,在图甲中画出力F1、F2的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力F合;

甲

乙

(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)(ⅰ)F1、F2和F合如图所示(ⅱ)3.80.05

解析:(1)题图乙中弹簧测力计的精度为0.2N,则示数为4.0N。

(2)用5mm长的线段表示1N的力,F2对应的长度为2.8cm,F1对应的长度为2.1cm,根据平行四边形定则作出的图示如答案图所示;测出F合的长度为1.9cm,则F合的大小为3.8N,如图F合、F及ΔF构成的三角形,ΔF的长度约0.1cm,此三角形可近似看作直角三角形,则F合与拉力F的夹角的正切值tanα=0.

3.(浙江卷)探究求合力的方法的实验装置如图所示,在该实验中,

(1)下列说法正确的是;?

A.拉着细绳套的两只弹簧测力计,稳定后读数应相同

B.在已记录结点位置的情况下,确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点

C.测量时弹簧测力计外壳与木板之间不能存在摩擦

D.测量时,橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板

(2)若只有一只弹簧测力计,为了完成该实验至少需要(选填“2”“3”或“4”)次把橡皮条结点拉到O点。?

答案:(1)D(2)3

解析:(1)在不超出弹簧测力计量程和橡皮条形变限度的条件下,应使拉力适当大些,不必使两只弹簧测力计的示数相同,故A错误;在已记录结点位置的情况下,确定一个拉力的方向需要再选择相距结点较远的一个点就可以了,故B错误;实验中拉弹簧测力计时,只需让弹簧与外壳间没有摩擦,此时弹簧测力计的示数即与弹簧对细绳的拉力相等,和弹簧测力计外壳与木板之间是否存在摩擦无关,故C错误;为了减小实验中摩擦对测量结果的影响,拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板,故D正确。

(2)若只有一只弹簧测力计,为了完成该实验,要用手拉住一条细绳,用弹簧测力计拉住另一条细绳,互成角度地拉橡皮条,使其结点达到某一点O,记下位置O、弹簧测力计示数F1和两个拉力的方向;交换弹簧测力计和手的位置,再次将结点拉至O点,使两力的方向与原来两力方向相同,并记下此时弹簧