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1、(江蘇專用)2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第二章 相互作用 實(shí)驗(yàn)二 力的平行四邊形定則檢測
1.在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中,有下列實(shí)驗(yàn)步驟:
a.在桌上放一塊方木板,在方木板上墊一張白紙,把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn).
b.只用一只彈簧測力計,通過細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置O,記下彈簧測力計的示數(shù)F′和細(xì)繩的方向,按同樣比例作出力F′的圖示.
c.改變兩個分力的大小和夾角,再做兩次實(shí)驗(yàn).
d.記下兩只彈簧測力計的示數(shù)F1、F2及結(jié)點(diǎn)的位置,描下兩條細(xì)繩的方向,在紙上按比例作出F1和F2的圖示,用平行四邊形定則求出合力F.
e.比較力F′與F,可以看出,它們在實(shí)驗(yàn)誤
2、差允許的范圍內(nèi)是相等的.
f.把兩條細(xì)繩系在橡皮條的另一端,通過細(xì)繩用兩個彈簧測力計互成角度拉橡皮條,橡皮條伸長,使結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O.
完成下列填空:
(1)上述步驟中,正確的順序是______________(填寫步驟前面的字母).
(2)下列措施中能減小實(shí)驗(yàn)誤差的是________.
A.兩條細(xì)繩必須等長
B.彈簧測力計、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平面平行
C.拉橡皮條的細(xì)繩要稍長一些,標(biāo)記同一條細(xì)繩的方向時兩標(biāo)記點(diǎn)要適當(dāng)遠(yuǎn)一些
D.實(shí)驗(yàn)前先把實(shí)驗(yàn)所用的兩只彈簧測力計的掛鉤相互鉤住平放在桌面上,向相反方向拉動,檢查讀數(shù)是否相同,若不同,則進(jìn)行調(diào)節(jié)使之相同
解析:(1)先
3、固定好白紙和橡皮條,兩個彈簧測力計拉橡皮條到結(jié)點(diǎn)O,記下兩個力的大小和方向,然后用一個彈簧測力計拉橡皮條到O點(diǎn),記下拉力的大小和方向,由平行四邊形定則畫出兩個力的合力,與第二次的一個力比較大小和方向;改變兩個分力的大小和夾角,重復(fù)實(shí)驗(yàn).故實(shí)驗(yàn)步驟為afdbec.
(2)兩條細(xì)繩是否等長,不會影響實(shí)驗(yàn)誤差,A錯誤;避免拉力和紙面不平行,那樣畫出的力就不是實(shí)際作用力了,B可以減小誤差,B正確;細(xì)繩稍長些,這樣在描點(diǎn)畫力的方向時,偏差少,誤差小,C正確;實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)彈簧測力計,使得兩個讀數(shù)標(biāo)準(zhǔn)相同,這樣畫出的平行四邊形才準(zhǔn)確,可以減小誤差,D正確.
答案:(1)afdbec (2)BCD
2.(
4、2019·宿遷模擬)“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)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(xì)繩的結(jié)點(diǎn),OB和OC為細(xì)繩.圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖.
(1)圖乙中的F與F′兩力中,方向一定沿AO方向的是________.
(2)某同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時認(rèn)為:
A.拉橡皮條的細(xì)繩長一些,實(shí)驗(yàn)效果較好
B.拉橡皮條時,彈簧秤、橡皮條、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行
C.橡皮條彈性要好,拉結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O時,拉力要適當(dāng)大些
D.拉力F1和F2的夾角越大越好
其中不正確的是________________(填入相應(yīng)的字母).
解析:(1)F是通過作圖的方法得到
5、合力的理論值,在平行四邊形的對角線上,而F′是通過一個彈簧秤沿AO方向拉橡皮條,使橡皮條伸長到O點(diǎn),其方向一定沿AO方向.
(2)在實(shí)驗(yàn)中要減小拉力方向的誤差,應(yīng)讓標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)盡量遠(yuǎn)些,故細(xì)繩應(yīng)該長一些,故A正確;作圖時,我們是在白紙中作圖,做出的是水平力的圖示,若拉力傾斜,則作出圖的方向與實(shí)際力的方向有較大差別,故應(yīng)使各力盡量與木板平面平行,故B正確;拉力越大,則讀數(shù)中出現(xiàn)的相對誤差越小,故拉力應(yīng)適當(dāng)大些,故C正確;兩個拉力的夾角過大,合力會過小,量取理論值時相對誤差變大,故D錯誤.
答案:(1)F′ (2)D
3.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:
6、①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.
②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,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,測量并記錄O1、O2間的距離(即橡皮筋的長度l).每次將彈簧秤示數(shù)改變0.50 N,測出所對應(yīng)的l,部分?jǐn)?shù)據(jù)如表所示:
F/N
0
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
l/cm
l0
10.97
12.02
13.00
13.98
15.05
③找出②中F=2.50 N時橡皮筋兩端的位置,重新標(biāo)記為O、O′,橡皮筋的拉力記為FO
7、O′.
④在秤鉤上涂抹少許潤滑油,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)在坐標(biāo)紙上畫出F-l圖線,根據(jù)圖線求得l0=________cm.
(2)測得OA=6.00 cm,OB=7.60 cm,則FOA的大小為________N.
(3)根據(jù)給出的標(biāo)度,在圖中作出FOA和FOB的合力F′的圖示.
(4)通過比較F′與________的大小和方向,即可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論.
解析:(1)在坐標(biāo)系
8、中描點(diǎn),用平滑的曲線(直線)將各點(diǎn)連接起來,不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè).如圖(a)所示,由圖線可知與橫軸的交點(diǎn)l0=10.00 cm.
(2)橡皮筋的長度l=OA+OB=13.60 cm,由圖(a)可得F=1.80 N,所以FOA=FOB=F=1.80 N.
(3)利用給出的標(biāo)度作出FOA和FOB的圖示,然后以FOA和FOB為鄰邊的平行四邊形,對角線即為合力F′,如圖(b).
圖(a) 圖(b)
(4)FOO′的作用效果和FOA、FOB兩個力的作用效果相同,F(xiàn)′是FOA、FOB兩個力的合力,所以只要比較F′和FOO′的大小和方向,即可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論.
9、
答案:(1)如解析圖(a)所示 10.00(9.80、9.90、10.10均正確)
(2)1.80(1.70~1.90均正確)
(3)如解析圖(b)所示
(4)FOO′
4.(2019·蘇州中學(xué)模擬)一同學(xué)用電子秤、水壺、細(xì)線、墻釘和貼在墻上的白紙等物品,在家中驗(yàn)證力的平行四邊形定則.
(1)如圖(a),在電子秤的下端懸掛一裝滿水的水壺,記下水壺________時電子秤的示數(shù)F;
(2)如圖(b),將三細(xì)線L1、L2、L3的一端打結(jié),另一端分別拴在電子秤的掛鉤、墻釘A和水壺杯帶上.水平拉開細(xì)線L1,在白紙上記下結(jié)點(diǎn)O的位置、________________和電子秤的
10、示數(shù)F1;
(3)如圖(c),將另一顆墻釘B釘在與O同一水平位置上,并將L1拴在其上.手握電子秤沿著(2)中L2的方向拉開細(xì)線L2,使____________和三根細(xì)線的方向與(2)中重合,記錄電子秤的示數(shù)F2;
(4)在白紙上按一定標(biāo)度作出電子秤拉力F、F1、F2的圖示,根據(jù)平行四邊形定則作出F1、F2的合力F′的圖示,若________________________________,則平行四邊形定則得到驗(yàn)證.
解析:(1)要測量裝滿水的水壺的重力,當(dāng)水壺處于平衡狀態(tài)時電子秤的拉力等于水壺的重力,故需記下水壺靜止時電子秤的示數(shù)F.
(2)要畫出平行四邊形,則需要記錄分力的大小和方向
11、,所以在白紙上記下結(jié)點(diǎn)O的位置的同時也要記錄三細(xì)線的方向以及電子秤的示數(shù)F1.
(3)已經(jīng)記錄了一個分力的大小,還要記錄另一個分力的大小,則結(jié)點(diǎn)O位置不能變化,力的方向也都不能變化,所以應(yīng)使結(jié)點(diǎn)O的位置和三根細(xì)線的方向與(2)中重合,記錄電子秤的示數(shù)F2.
(4)根據(jù)平行四邊形定則作出F1、F2的合力F′的圖示,若F和F′在誤差允許范圍內(nèi)重合,則驗(yàn)證了平行四邊形定則.
答案:(1)靜止 (或穩(wěn)定、平衡、不動)
(2)三細(xì)線的方向 (3)結(jié)點(diǎn)O的位置
(4)F′與F的圖示在誤差范圍內(nèi)重合
5.某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”.彈簧測力計A掛于固定點(diǎn)P,下端用細(xì)線
12、掛一重物M.彈簧測力計B的一端用細(xì)線系于O點(diǎn),手持另一端向左拉,使結(jié)點(diǎn)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(diǎn)的位置和拉線的方向.
(1)本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)要求是________.(請?zhí)顚戇x項(xiàng)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(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),每次都要使O點(diǎn)靜止在同一位置
(3)某次實(shí)驗(yàn)中,該同學(xué)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.
____________
13、____________________________________________________________
________________________________________________________________________.
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(yàn)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(diǎn)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(zhǔn)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(diǎn)受力分析如圖所示,
14、可見若要減小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)
6.橡皮條的一端固定在A點(diǎn),另一端拴上兩根細(xì)繩,每根細(xì)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.沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計.當(dāng)橡皮條的活動端拉到O點(diǎn)時,兩根細(xì)繩相互垂直,如圖所示,這時彈簧測力計的讀數(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.(要求讀到0.1 N)
(2)在圖中的虛線方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力.
解析:讀彈簧測力計示數(shù)時,應(yīng)注意先找零刻度線,尤其是豎直放置的那個彈簧測力計,它的讀數(shù)是2.5 N(而不是3.5 N),水平放置的彈簧測力計讀數(shù)是4.0 N.
答案:(1)4.0 2.5(或2.5 4.0) (2)如圖所示(合理即可)