高考物理一輪復(fù)習(xí) 第2章 相互作用 實(shí)驗(yàn)3 驗(yàn)證力的平行四邊形定則模擬 新人教版必修1.doc

實(shí)驗(yàn)3 驗(yàn)證力的平行四邊形定則1(2016浙江理綜)某同學(xué)在“探究彈簧和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得圖中彈簧oc的勁度系數(shù)為500n/m。如圖1所示，用彈簧oc和彈簧秤a、b做“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)。在保持彈簧伸長(zhǎng)1.00cm不變的條件下。 (1)若彈簧秤a、b間夾角為90，彈簧秤a的讀數(shù)是_3.00(3.003.02)_n(圖2中所示)，則彈簧秤b的讀數(shù)可能為_4.00(3.904.10)_n。(2)若彈簧秤a、b間夾角大于90，保持彈簧秤a與彈簧oc的夾角不變，減小彈簧秤b與彈簧oc的夾角，則彈簧秤a的讀數(shù)_變大_、彈簧秤b的讀數(shù)_變大_(填“變大”、“變小”或“不變”)。解析(1)彈簧秤a的讀數(shù)是3.00n；彈簧oc的拉力fkx5001.00102n5.00n，則彈簧秤b的讀數(shù)可能為n4.00n。(2)若彈簧秤a、b間夾角大于90，保持彈簧秤a與彈簧oc夾角不變，減小彈簧秤b與彈簧oc的夾角，由力的平行四邊形定則和力的圖示可知，彈簧秤a的讀數(shù)變大，彈簧秤b的讀數(shù)變大。2(2015山東理綜)某同學(xué)通過下述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則。實(shí)驗(yàn)步驟：將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上，使其軸線沿豎直方向。如圖甲所示，將環(huán)形橡皮筋一端掛在彈簧秤的秤鉤上，另一端用圓珠筆尖豎直向下拉，直到彈簧秤示數(shù)為某一設(shè)定值時(shí)，將橡皮筋兩端的位置標(biāo)記為o1、o2，記錄彈簧秤的示數(shù)f，測(cè)量并記錄o1、o2間的距離(即橡皮筋的長(zhǎng)度l)。每次將彈簧秤示數(shù)改變0.50 n，測(cè)出所對(duì)應(yīng)的l，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示：f(n)00.501.001.502.002.50l(cm)l010.9712.0213.0013.9815.05找出中f2.50 n時(shí)橡皮筋兩端的位置，重新標(biāo)記為o、o，橡皮筋的拉力記為fo o。在秤鉤上涂抹少許潤(rùn)滑油，將橡皮筋搭在秤鉤上，如圖乙所示。用兩圓珠筆尖成適當(dāng)角度同時(shí)拉橡皮筋的兩端，使秤鉤的下端達(dá)到o點(diǎn)，將兩筆尖的位置標(biāo)記為a、b，橡皮筋oa段的拉力記為foa，ob段的拉力記為fob。完成下列作圖和填空：(1)利用表中數(shù)據(jù)在圖丙中畫出fl圖線，根據(jù)圖線求得l0_10.0(9.8、9.9、10.1均正確)_cm。(2)測(cè)得oa6.00 cm，ob7.60 cm，則foa的大小為_1.80_n。(3)根據(jù)給出的標(biāo)度，在圖丁中作出foa和fob的合力f的圖示。(4)通過比較f與_foo_的大小和方向，即可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。答案(1)如圖甲所示(3)如圖乙所示解析(1)作出fl圖象，求得直線的截距即為l0，可得l010.0 cm。(2)可計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)為k n/m50 n/m；若oa6.00 cm，ob7.60 cm，則彈簧的彈力fkl50(6.007.6010.0)102 n1.8 n；則此時(shí)foaf1.8 n；(3)圖略；(4)通過比較f和foo的大小和方向，可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。3(2015安徽理綜)在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上，將橡皮條的一端固定在板上一點(diǎn)，兩個(gè)細(xì)繩套系在橡皮條的另一端。用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別拉住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度地施加拉力，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)紙面上某一位置，如圖所示。請(qǐng)將以下的實(shí)驗(yàn)操作和處理補(bǔ)充完整：用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)位置，記為o；記錄兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)f1和f2，沿每條細(xì)繩(套)的方向用鉛筆分別描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把相應(yīng)的點(diǎn)連成線；只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)仍拉到位置o，記錄測(cè)力計(jì)的示數(shù)f3，_；按照力的圖示要求，作出拉力f1、f2、f3；根據(jù)力的平行四邊形定則作出f1和f2的合力f；比較_f和f3_的一致程度，若有較大差異，對(duì)其原因進(jìn)行分析，并作出相應(yīng)的改進(jìn)后再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。答案見解析解析沿此時(shí)細(xì)繩(套)的方向用鉛筆描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把這些點(diǎn)連成直線。為了驗(yàn)證力的平行四邊形定則，需比較合力f與拉力f3的一致程度。4(2017海南文昌中學(xué)期中)如圖所示，某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用dis實(shí)驗(yàn)裝置研究支架上力的分解。a、b為兩個(gè)相同的雙向力傳感器，該型號(hào)傳感器在受到拉力時(shí)讀數(shù)為正，受到壓力時(shí)讀數(shù)為負(fù)。a連接質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩，可沿固定的板做圓弧形移動(dòng)。b固定不動(dòng)，通過光滑鉸鏈連接長(zhǎng)0.3m的桿。將細(xì)繩連接在桿右端o點(diǎn)構(gòu)成支架。保持桿在水平方向，按如下步驟操作：測(cè)量繩子與水平桿的夾角aob；對(duì)兩個(gè)傳感器進(jìn)行調(diào)零；用另一根繩在o點(diǎn)懸掛一個(gè)鉤碼，記錄兩個(gè)傳感器的讀數(shù)；取下鉤碼，移動(dòng)傳感器a改變角。重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，得到下表。f1/n1.0010.5801.002f2/n0.8680.2910.8653060150(1)根據(jù)表格數(shù)據(jù)，a傳感器對(duì)應(yīng)的是表中力_f1_(填“f1”或“f2”)，鉤碼質(zhì)量為_0.05_kg(保留一位有效數(shù)字)。(2)本實(shí)驗(yàn)中多次對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)零，對(duì)此操作說明正確的是(c)a因?yàn)槭孪韧浾{(diào)零b何時(shí)調(diào)零對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響c為了消除橫桿自身重力對(duì)結(jié)果的影響d可以完全消除實(shí)驗(yàn)的誤差(3)某次操作中，有同學(xué)使用相同器材做實(shí)驗(yàn)，但將傳感器調(diào)零后再接上支架，其后按步驟重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到下表，則表格空缺處數(shù)據(jù)應(yīng)接近_0.637_。f1/n1.103f2/n3060解析(1)傳感器在受到拉力時(shí)讀數(shù)為正，a傳感器讀數(shù)為正，故為拉力，相當(dāng)于f1；當(dāng)30時(shí)，由點(diǎn)o受力平衡可得，豎直方向上有f1sin30mg，故m1.001kg0.05kg。(2)橫桿自身重力會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，故應(yīng)多次調(diào)零，故選c。(3)設(shè)桿自重為g，以b為轉(zhuǎn)軸可知f1sin30lgl0.0510nl，f1sin60lgl0.0510nl，解得f10.637n。5(2016天津一中模擬)在“驗(yàn)證共點(diǎn)力合成”實(shí)驗(yàn)中，其中的兩個(gè)步驟是a在水平放置的木板上墊一張白紙，把橡皮條的一端固定在木板上，另一端拴兩根細(xì)線，通過細(xì)線同時(shí)用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮條，使它與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)達(dá)到某一位置o點(diǎn)，在白紙上記下o點(diǎn)的位置和兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)f1和f2；b只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)通過細(xì)線拉橡皮條，使它的伸長(zhǎng)量與用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)伸長(zhǎng)量一樣，記下此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)f3和細(xì)線的方向。以上兩步驟均有錯(cuò)誤或疏漏，指出錯(cuò)在哪里。在a中是_未記下f1和f2的方向_；在b中是_只使橡皮條的伸長(zhǎng)量與用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)伸長(zhǎng)量一樣；而未將結(jié)點(diǎn)拉到同一位置o_。解析實(shí)驗(yàn)中我們需要根據(jù)兩個(gè)分力的大小和方向作平行四邊形，因此該實(shí)驗(yàn)中需要記錄兩個(gè)分力的大小和方向，所以a中的疏漏是：未記下f1和f2的方向；為了保證兩次的作用效果相同，我們要把結(jié)點(diǎn)拉到相同的位置o，所以b中的錯(cuò)誤是：只使橡皮條的伸長(zhǎng)量與用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)伸長(zhǎng)量一樣，而未將結(jié)點(diǎn)拉到同一位置o。6(2016江蘇鹽城統(tǒng)考)為驗(yàn)證力的平行四邊形定則，某同學(xué)將環(huán)形橡皮筋掛在彈簧測(cè)力計(jì)掛鉤上，用力拉使彈簧測(cè)力計(jì)上的讀數(shù)為2.00n時(shí)，將橡皮筋兩端的位置畫在白紙上，記為o、o，選擇合適的標(biāo)度，作出橡皮筋拉力的大小和方向，記為foo，如圖甲所示。接著他在掛鉤和兩支圓珠筆上涂抹少許潤(rùn)滑油，用兩支圓珠筆和掛鉤將環(huán)形橡皮筋拉成三角形，使掛鉤的下端仍到達(dá)o點(diǎn)，將兩筆尖的位置標(biāo)記為a、b，橡皮筋oa段的拉力記為foa，ob段的拉力記為fob，如圖乙所示。再將環(huán)形橡皮筋剪斷，測(cè)得其所受的拉力f與長(zhǎng)度l之間的關(guān)系，如圖丙所示。完成下列問題：(1)測(cè)得oa6.10cm，ob8.20cm，ab10.70cm，則foa的大小為_1.50_n；(2)選擇相同的標(biāo)度，下列按比例作出的foa和fob的合力f的圖示正確的是_c_；(3)通過比較f