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1、實驗二 探究求合力的方法
1.(2020·寧波高二期中)小麗用如圖所示的裝置“探究求合力的方法”.用一木板豎直放在鐵架臺和彈簧所在平面后,其部分實驗操作如下,請完成下列相關(guān)內(nèi)容:
(1)如圖甲所示,在木板上記下懸掛兩個鉤碼時彈簧末端的位置O;
(2)卸下鉤碼然后將兩繩套系在彈簧末端,用兩彈簧測力計將彈簧末端拉到同一位置O,記錄細繩套AO、BO的________及兩彈簧測力計相應的讀數(shù),圖乙中B彈簧測力計的讀數(shù)為________ N(保留2位小數(shù));
(3)小麗在坐標紙上畫出兩彈簧拉力FA、FB的大小和方向如圖丙所示,請你用作圖工具在圖丙中作出FA、FB的合力F′;
(4)
2、已知鉤碼的重力,可得彈簧所受的拉力F如圖丙所示;
(5)最后觀察比較F和F′,得出結(jié)論.
解析:根據(jù)“探究求合力的方法”的實驗原理,要記錄細繩套AO、BO的方向和拉力大小,拉力大小由彈簧測力計讀出,分度值為0.1 N,估讀一位:11.40 N.利用平行四邊形定則作出FA、FB的合力F′,如圖所示.
答案:(2)方向 11.40 (3)見解析圖
2.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
3、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項前對應的字母)
A.應測量重物M所受的重力
B.彈簧測力計應在使用前校零
C.拉線方向應與木板平面平行
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.
________________________________________________________________________
_____________
4、___________________________________________________________
________________________________________________________________________.
解析:(1)由題圖知,彈簧測力計A的分度值為0.2 N,讀數(shù)為3.6 N.
(2)驗證力的平行四邊形定則,一定要記好合力與兩分力的大小與方向,與結(jié)點位置無關(guān),D錯;M的重力即合力,A對;測量前彈簧測力計調(diào)零才能測量準確,B對;拉線與木板平行才能保證力在平行于木板平面的同一平面內(nèi),C對.
(3)對O點受力分析如圖所示,可見若
5、要減小FOA可通過調(diào)節(jié)FOB的大小或方向,或減小物重G等.
答案:(1)3.6 (2)D (3)①減小彈簧測力計B的拉力;②減小重物M的質(zhì)量(或改變彈簧測力計B拉力的方向等)
3.(2020·舟山質(zhì)檢)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(jié)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F1、F2和F3,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=N3=3,N2=4
C.鉤碼的個數(shù)N1=N2=N3=
6、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(jié)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,你認為圖中________是正確的(選填“甲”或“乙”).
解析:(1)實驗中的分力與合力的關(guān)系必須滿足:|F1-F2|
7、成”的實驗時,利用坐標紙記下了橡皮筋的結(jié)點位置O點以及兩只彈簧測力計拉力的大小和方向,如圖(a)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)有關(guān)此實驗,下列敘述正確的是________.
A.兩彈簧測力計的拉力可以同時比橡皮筋的拉力大
B.橡皮筋的拉力是合力,兩彈簧測力計的拉力是分力
C.兩次拉橡皮筋時,需將橡皮筋結(jié)點拉到同一位置O,這樣做的目的是保證兩次彈簧測力計拉力的效果相同
D.若只增大某一只彈簧測力計的拉力大小而要保證橡皮筋結(jié)點位置不變,只需調(diào)整另一只彈簧測力計拉力的大小即可
(3)如圖(b)所示是甲和乙兩位同學在做以
8、上實驗時得到的結(jié)果,其中哪一個比較符合實驗事實?(力F′是用一只彈簧測力計拉時的圖示)
________________________________________________________________________.
解析:(1)以F1、F2為鄰邊作平行四邊形,其對角線OF即為所求的合力(如圖所示).
(2)兩只彈簧測力計的拉力與橡皮筋的拉力的合力為零,它們之間不是合力與分力的關(guān)系,B錯誤;結(jié)點位置不變,合力不變,當一只彈簧測力計的拉力大小改變時,另一只彈簧測力計的拉力的方向必改變,故D錯誤;正確的選項只有A、C.
(3)用平行四邊形定則求出的合力可以與橡皮筋拉力的方
9、向有偏差,但用一只彈簧測力計拉結(jié)點的拉力與橡皮筋拉力一定在同一直線上,故甲同學實驗得到的結(jié)果符合實驗事實.
答案:見解析
5.(2020·南通市教學質(zhì)量檢測)某學生實驗小組設(shè)計了一個“驗證力的平行四邊形定則”的實驗,裝置如圖甲所示,在豎直放置的木板上部附近兩側(cè),固定兩個力傳感器,同一高度放置兩個可以移動的定滑輪,兩根細繩跨過定滑輪分別與兩力傳感器連接,在兩細繩連接的結(jié)點O下方懸掛鉤碼,力傳感器1、2的示數(shù)分別為F1、F2,調(diào)節(jié)兩個定滑輪的位置可以改變兩細繩間的夾角.實驗中使用若干相同的鉤碼,每個鉤碼質(zhì)量均為100 g,取g=9.8 m/s2.
(1)關(guān)于實驗,下列說法正確的是____
10、____.
A.實驗開始前,需要調(diào)節(jié)木板使其位于豎直平面內(nèi)
B.每次實驗都必須保證結(jié)點位于O點
C.實驗時需要記錄鉤碼數(shù)量、兩力傳感器的示數(shù)和三細繩的方向
D.實驗時還需要用一個力傳感器單獨測量懸掛于O點鉤碼的總重力
(2)根據(jù)某次實驗得到的數(shù)據(jù),該同學已經(jīng)按照力的圖示的要求畫出了F1、F2(如圖乙),請你作圖得到F1、F2的合力F(只作圖,不求大小),并寫出該合力不完全豎直的一種可能原因:________________________________________________________________________.
解析:(1)實驗開始前,需要調(diào)節(jié)木板使其位于豎直平面內(nèi),以保證鉤碼重力等于細線中的拉力,選項A正確;該裝置每次實驗不需要保證結(jié)點位于O點,選項B錯誤;實驗時需要記錄鉤碼數(shù)量、兩力傳感器的示數(shù)和三細繩的方向,選項C正確;懸掛于O點鉤碼的總重力可以根據(jù)鉤碼的質(zhì)量得出,不需要力傳感器測量,選項D錯誤.
(2)利用平行四邊形定則作出F1和F2的合力F.該合力方向不完全在豎直方向的可能原因是定滑輪有摩擦、木板未豎直放置等.
答案:(1)AC (2)如解析圖所示 定滑輪有摩擦、木板未豎直放置等(回答出一項合理答案即可)
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