2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 梯級演練 強(qiáng)技提能 實(shí)驗(yàn)三 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 滬科版必修1【雙基題組】1.(xx寧波模擬)“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)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。圖乙所示是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖。(1)圖乙中的是力F1和F2的合力的理論值;是力F1和F2的合力的實(shí)際測量值。(2)在實(shí)驗(yàn)中,如果將細(xì)繩也換成橡皮筋,那么實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否會發(fā)生變化?答：(選填“變”或“不變”)。2.(xx深圳模擬)根據(jù)要求,完成“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)。(1)如圖甲所示,把白紙固定在木板上后,再把木板豎立在桌面上,用圖釘把橡皮筋的一端固定在A點(diǎn),另一端B連接兩條輕繩,跨過定滑輪后各拴一細(xì)繩套,分別掛上3個鉤碼和4個鉤碼(每個鉤碼重1N),調(diào)整滑輪的位置,穩(wěn)定后結(jié)點(diǎn)B位于O處,記下和兩條細(xì)繩的方向,取下滑輪及鉤碼。(2)如圖乙所示,取某單位長度表示1N,用力的圖示作出兩條細(xì)繩的拉力F1和F2;再用一個彈簧測力計(jì)把結(jié)點(diǎn)B也拉至O處,記下彈簧測力計(jì)的讀數(shù)F=N,取下彈簧測力計(jì)。(3)在圖丙中作出F1和F2的合力F及拉力F的圖示。(4)對比F和F的大小和方向,發(fā)現(xiàn)它們不是完全一致的,其可能的原因是_(填一個原因)。3.(xx衡陽模擬)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為兩個相同的雙向力傳感器,該型號傳感器在受到拉力時讀數(shù)為正,受到壓力時讀數(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。B固定不動,通過光滑鉸鏈連接長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：測量繩子與水平桿的夾角AOB=對兩個傳感器進(jìn)行調(diào)零用另一根繩在O點(diǎn)懸掛一個鉤碼,記錄兩個傳感器的讀數(shù)取下鉤碼,移動傳感器A改變角重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟,得到表格。F11.0010.5801.002F2-0.868-0.2910.8653060150(1)根據(jù)表格,A傳感器對應(yīng)的是表中力(選填“F1”或“F2”)。鉤碼質(zhì)量為kg(保留一位有效數(shù)字)。(2)本實(shí)驗(yàn)中多次對傳感器進(jìn)行調(diào)零,對此操作說明正確的是()A.因?yàn)槭孪韧浾{(diào)零B.何時調(diào)零對實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響C.為了消除橫桿自身重力對結(jié)果的影響D.可以完全消除實(shí)驗(yàn)的誤差【高考題組】4.(xx浙江高考)在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中,現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細(xì)繩套和一把彈簧秤。(1)為完成實(shí)驗(yàn),某同學(xué)另找來一根彈簧,先測量其勁度系數(shù),得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：彈力F/N0.501.001.502.002.503.003.50伸長量x/10-2m0.741.802.803.724.605.586.42用作圖法求得該彈簧的勁度系數(shù)k=N/m;(2)某次實(shí)驗(yàn)中,彈簧秤的指針位置如圖所示,其讀數(shù)為N;同時利用(1)中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為2.50N,請畫出這兩個共點(diǎn)力的合力F合;(3)由圖得到F合=N。5.(2011江蘇高考)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(jì)A掛于固定點(diǎn)P,下端用細(xì)線掛一重物M。彈簧測力計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)A的指針稍稍超出量程,請你提出兩個解決辦法。6.(xx天津高考)在探究求合力的方法時,先將橡皮條的一端固定在水平木板上,另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩。實(shí)驗(yàn)時,需要兩次拉伸橡皮條,一次是通過兩細(xì)繩用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮條,另一次是用一個彈簧秤通過細(xì)繩拉橡皮條。(1)實(shí)驗(yàn)對兩次拉伸橡皮條的要求中,下列哪些說法是正確的(填字母代號)A.將橡皮條拉伸相同長度即可B.將橡皮條沿相同方向拉到相同長度C.將彈簧秤都拉伸到相同刻度D.將橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置(2)同學(xué)們在操作過程中有如下議論,其中對減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的說法是(填字母代號)A.兩細(xì)繩必須等長B.彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行C.用兩彈簧秤同時拉細(xì)繩時兩彈簧秤示數(shù)之差應(yīng)盡可能大D.拉橡皮條的細(xì)繩要長些,標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些答案解析1.【解析】(1)用平行四邊形定則作圖得到的是實(shí)驗(yàn)的理論值,即F;直接測量得到的是實(shí)際測量值,即F。(2)細(xì)繩的作用是對結(jié)點(diǎn)O施加不同方向的拉力F1、F2,換用橡皮筋拉結(jié)果是一樣的。答案：(1)FF(2)不變2.【解析】(1)本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)記錄結(jié)點(diǎn)O的位置。(2)讀數(shù)為5.0N。(3)力的圖示如圖所示。(4)產(chǎn)生誤差的原因有測量存在誤差;作圖沒有畫準(zhǔn);彈簧測力計(jì)自身重力的影響;滑輪與繩之間的摩擦力等。答案：(1)O的位置(2)5.0(3)、(4)見解析3.【解析】(1)A傳感器中的力均為正值,故A傳感器對應(yīng)的是表中力F1,平衡時,mg=F1sin,當(dāng)=30時,F1=1.001N,可求得m=0.05kg。(2)在掛鉤碼之前,對傳感器進(jìn)行調(diào)零,目的是消除橫桿自身重力對結(jié)果的影響,故C正確。答案：(1)F10.05(2)C4.【解析】(1)根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點(diǎn),然后連成一條過原點(diǎn)的直線,如圖所示,直線的斜率等于彈簧的勁度系數(shù),k=N/m=55N/m;(2)讀出彈簧秤的讀數(shù)為2.10N(保留三位有效數(shù)字);以O(shè)為頂點(diǎn),畫出兩彈簧的繩套方向就是兩拉力方向,再確定并畫好力的標(biāo)度,畫出兩拉力的圖示,以兩拉力為鄰邊作出平行四邊形,畫出平行四邊形的對角線,即合力F合;(3)用刻度尺量出合力的長度,根據(jù)確定的標(biāo)度算出合力的大小。答案：(1)55(2內(nèi)均可)(2)2.10(說明：有效數(shù)字位數(shù)正確,0.02內(nèi)均可)畫法見解析(3)3.3(說明：0.2內(nèi)均可)5.【解析】(1)根據(jù)彈簧測力計(jì)的指針位置以及讀數(shù)規(guī)則可知A的示數(shù)為3.6N。(2)要驗(yàn)證的關(guān)系是A、B兩個彈簧測力計(jì)的拉力的合力與M的重力等大反向,所以應(yīng)測量M所受的重力。為減小測量誤差,應(yīng)該做到彈簧測力計(jì)使用前校零,拉力的方向與木板平面平行,A、B、C對。改變拉力進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),O點(diǎn)位置可以不同,D錯。(3)A的拉力超過其量程,為減小A的數(shù)值,有多種方法。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(jì),改變B的拉力方向等。答案：(1)3.6(2)D(3)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(jì)或改變B的拉力方向等(任選兩個)。6.【解析】(1)本實(shí)驗(yàn)利用等效法：一個力F的作用效果和兩個力F1、F2的作用效果都是讓同一條一端固定的橡皮條伸長到同一點(diǎn),這要求將橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置,即橡皮條沿相同方向拉到相同長度,故B、D正確;A、C都未限制方向,無法保證效果相同。(2)若驗(yàn)證一個力F是否為力F1和F2的合力時,必須作出各力的圖示,則應(yīng)記錄力的三要素：作用點(diǎn)、大小、方向,細(xì)繩應(yīng)適當(dāng)長一些,標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些便于確定力的方向,減少偏差,但沒必要兩細(xì)繩必須等長,故A不正確、D正確。為了避免彈簧秤的外殼與彈簧秤的限位卡之間有摩擦,確保彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行,并使細(xì)繩與彈簧秤的軸線在同一條直線上,故B正確。在合力不超過量程及橡皮條彈性限度的前提下,拉力的數(shù)值盡量大些,以減小相對誤差,但沒必要拉力之差盡可能大,故C不正確。答案：(1)B、D(2)B、D