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2019-2020年高中物理 第三章 實驗3 驗證力的平行四邊形定則課時精練（含解析）新人教版必修1 知識點 基礎(chǔ) 中檔 稍難 實驗步驟 1、2、3 實驗數(shù)據(jù)處理 4 5 6 A．兩個分力F1、F2間的夾角要盡量大些 B．兩個分力F1、F2的大小要盡量大些 C．拉橡皮條的細繩要稍長一些 D．描點作圖時的鉛筆尖一些，并使圖盡量大些 答案　BCD 解析　作圖時比例大些，使彈簧測力計的示數(shù)大些，可以減小相對誤差；使拉橡皮條的細繩長些，可使記錄繩的方向時，確定的點與結(jié)點O距離大些，減小連線時的相對誤差；使鉛筆尖一些，作圖大一些，可使作圖產(chǎn)生的誤差減小，因此B、C、D選項所說的要求都能起到減小實驗誤差的作用。在實驗中，兩個分力F1、F2的夾角θ太大，用平行四邊形作圖得到的合力F的誤差較大，所以在實驗中不要把θ角取得太大。 3．在做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，以下說法中正確的是(　　) A．用兩只彈簧測力計拉橡皮條時，兩細繩之間的夾角必須為90，以便求出合力的大小 B．用兩只彈簧測力計拉橡皮條時，結(jié)點的位置必須與用一只彈簧測力計拉時結(jié)點的位置重合 C．若用兩只彈簧測力計拉時合力的圖示F與用一只彈簧測力計拉時拉力的圖示F′不完全重合，說明力的合成的平行四邊形定則不一定是普遍成立的 D．兩個分力間的夾角要盡量大些 答案　B 解析　理論上，細繩之間的夾角是任意的，不需要計算，可以用彈簧測力計和量角器測量力的大小和方向，A錯誤；前后兩次結(jié)點的位置相同，力的作用效果才相同，B正確；由于測量和作圖存在誤差，F(xiàn)′和F的方向不一定重合，實驗可以證明，在誤差允許的范圍內(nèi)，平行四邊形定則總是成立的，C錯誤。在實驗中兩個分力的夾角不宜過大也不宜過小，所以D錯誤。 4．將橡皮筋的一端固定在A點，另一端拴上兩根細繩，每根細繩分別連著一個量程為5 N、最小刻度為0.1 N的彈簧測力計，每個沿著不同的方向拉彈簧測力計。當橡皮筋的活動端拉到O點時，兩根細繩相互垂直，如圖所示。這時彈簧測力計讀數(shù)可從圖中讀出。 (1)由圖可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為________N和________N。 (2)在圖中的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力。 答案　(1)4.00　2.50　(2)見解析圖 解析　兩彈簧測力計的讀數(shù)分別為4.00 N和2.50 N，作出合力如下圖所示。 5．某同學用如圖所示的實驗裝置來驗證“力的平行四邊形定則”，彈簧測力計A掛于固定點P，下端用細線掛一重物M。彈簧測力計B的一端用細線系于O點，手持另一端向左拉，使結(jié)點O靜止在某位置。分別讀出彈簧測力計A和B的示數(shù)，并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向。 (1)本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為N，圖中A的示數(shù)為________ N。 (2)下列不必要的實驗要求是________。(請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母) A．應(yīng)測量重物M所受的重力 B．彈簧測力計應(yīng)在使用前校零 C．拉線方向應(yīng)與木板平面平行 D．改變拉力，進行多次實驗，每次都要使O點靜止在同一位置 (3)某次實驗中，該同學發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程，請您提出兩個解決辦法： 答案　(1)3.6　(2)D (3)使B拉力減小并減小M的重力大小；A換成量程更大的彈簧測力計或改變B的拉力方向等(任選兩個) 解析　(1)根據(jù)彈簧測力計的指針位置以及讀數(shù)規(guī)則可知A的示數(shù)為3.6 N。 (2)要驗證的關(guān)系是A、B兩個彈簧測力計的拉力的合力與M的重力等大反向，所以應(yīng)測量M的重力；為減小測量誤差應(yīng)該做到彈簧測力計使用前校零，拉力的方向與木板平行，A、B、C對。改變拉力進行多次實驗，O點位置可以不同，D錯。 (3)A所受的拉力超出其量程，有多個解決辦法。例如，使B拉力減小，減小M的重力大小，A換成量程更大的彈簧測力計，改變B的拉力方向等。 6．[xx江蘇高考]小明通過實驗驗證力的平行四邊形定則。 (1)實驗記錄紙如圖甲所示，O點為橡皮筋被拉伸后伸長到的位置，兩彈簧測力計共同作用時，拉力F1和F2的方向分別過P1和P2點；一個彈簧測力計拉橡皮筋時，拉力F3的方向過P3點。三個力的大小分別為：F1＝3.30 N、F2＝3.85 N和F3＝4.25 N。請根據(jù)圖中給出的標度作圖求出F1和F2的合力。 (2)仔細分析實驗，小明懷疑實驗中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化，影響實驗結(jié)果。他用彈簧測力計先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長度，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同，于是進一步探究了拉伸過程對橡皮筋彈性的影響。 實驗裝置如圖乙所示，將一張白紙固定在豎直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O點，下端N掛一重物。用與白紙平行的水平力緩慢地移動N，在白紙上記錄下N的軌跡。重復上述過程，再次記錄下N的軌跡。 兩次實驗記錄的軌跡如圖丙所示。過O點作一條直線與軌跡交于a、b兩點，則實驗中橡皮筋分別被拉伸到a和b時所受拉力Fa、Fb的大小關(guān)系為________。 (3)根據(jù)(2)中的實驗，可以得出的實驗結(jié)果有哪些？(　　)(填寫選項前的字母) A．橡皮筋的長度與受到的拉力成正比 B．兩次受到的拉力相同時，橡皮筋第2次的長度較長 C．兩次被拉伸到相同長度時，橡皮筋第2次受到的拉力較大 D．兩次受到的拉力相同時，拉力越大，橡皮筋兩次的長度之差越大 (4)根據(jù)小明的上述實驗探究，請對驗證力的平行四邊形定則實驗提出兩點注意事項。①______________________；②______________________。 答案　(1)如圖，F(xiàn)合＝4.6～4.9都算對 (2)Fa＝Fb (3)BD (4)橡皮筋拉伸不宜過長　選用新橡皮筋。(或：拉力不宜過大；選用彈性好的橡皮筋；換用彈性好的輕彈簧。) 解析　(1)略。(2)分析端點N受力，設(shè)橡皮筋與豎直方向間的夾角為θ，由平衡條件易得橡皮筋的拉力F＝mg/cosθ，可見θ相同時橡皮筋拉力相同。(3)題圖丙中表示兩次拉力相同時橡皮筋的長度之差，易知A錯誤、B正確。由圖中的兩軌跡間的距離變化可知，θ越大時長度差越大，結(jié)合F＝mg/cosθ知對應(yīng)的拉力越大，故D正確。因同樣拉力下橡皮筋第2次長度較長，故同樣長度下橡皮筋第2次所受拉力較小，C錯誤。(4)從能在記錄紙上完成實驗的角度考慮有：橡皮筋不宜過長，O點位置應(yīng)靠近木板邊緣，所選標度不能過小或過大等；從能測出拉力及減小相對誤差角度考慮有：拉力不宜過大或過小，兩力之間夾角不宜過大或過小等；從能保證兩次測量中力的作用效果相同的角度來考慮有：選用新的、彈性好的橡皮筋或換用彈性好的輕彈簧等。