2020高考物理復習第6講力的合成實驗

1、高考物理復習第6講：實驗3驗證力的平行四邊形定則階段復習1 .前段時間學習的內容現(xiàn)在是否依然很熟練？2 .是否需要去自己的錯題寶庫游覽一番？基礎知識講解1 .實驗目的探索彈力與彈簧伸長的定量關系，并學習其中的科學方法。2 .實驗原理彈簧受到拉力會伸長，平衡時彈簧產生的彈力和外力大小相等。這樣彈力的大小可以通過測定外力而得出（可以用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力）；彈簧的伸長可用直尺測出。多測幾組數據，用列表或作圖的方法探索出彈力和彈簧伸長的定量關系。3 .實驗器材輕彈簧、鉤碼（一盒）、刻度尺、鐵架臺、三角板、重垂線、坐標紙。4 .實驗步驟：1 .將鐵架臺放于桌面上，將彈簧的一端固定于鐵架臺的橫梁

2、上，在靠近彈簧處將刻度尺固定于鐵架 臺上，并用重垂線檢查刻度尺是否垂直。2 .記下彈簧的原長（自然長度）lo3 .在彈簧下端掛上鉤碼，待鉤碼靜止后，記下彈簧的的現(xiàn)長l及彈力F ,算出伸長量x l 10,并改變鉤碼個數，多次測量。4 .根據測量數據畫出 F-x圖像。（以F為縱軸，以x為橫軸）5 .探索結論：按照F-x圖中各點的分布與走向，嘗試做出一條平滑的曲線（包括直線） 。所畫的點不 一定正好在這條曲線上，但要注意使曲線兩側的點數大致相同。嘗試寫出曲線所代表的函數，首先嘗試 F-x是否為一次函數，如果不行則考慮二次函數在實驗誤差范圍內，應得出彈力的大小與彈簧的伸長量成正比，即 F=kx,其中k

3、的單位由F和x的堅持就是勝利高考物理復習堅持就是勝利單位決定6 .注意事項：1 .強調實驗的探索性，即實驗前并不知道彈力和彈簧的伸長有什么關系。2 .實驗中懸掛鉤碼時注意不要太多，以免彈簧被過分拉伸，超過彈簧的彈性限度。3 .要使用輕質彈簧，為了減小誤差，要盡量多測幾組數據。4 .根據F-x圖線，嘗試做出一條平滑曲線時要注意：如果有一兩個點遠偏離絕大多數點所決定的曲 線，就要考慮將這些點刪除掉。【例1】 探究力的平行四邊形定則”的實驗如圖2甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細線的 結點，OB和OC為細繩.圖2乙所示是在白紙上根據實驗結果畫出的圖.(1)圖2乙中的是力F1和F2的合力

4、的理論值； 是力F1和F2的合力的實際測量值.(2)在實驗中，如果將細繩也換成橡皮筋，那么實驗結果是否會發(fā)生變化？ .(選填 變”或 不 變”).(3)本實驗采用的科學方法是()A.理想實驗法B.等效替代法C.控制變量法D.建立物理模型法【例2】某同學做 驗證力的平行四邊形定則”實驗時的主要步驟是：A.在桌上平放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上；B.用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端拴上一短細繩，細繩的另一端系上兩個細繩套；C用兩個彈簧測力計分別鉤住兩個繩套，互成角度地拉橡皮條的同一結點，使橡皮條伸長，結點到達某 一位置O.記錄下O點的位置，讀出兩

5、個彈簧測力計的示數；D.按選好的標度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F;E.只用一個彈簧測力計，通過細繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測力計的示數，記下細繩套的方向， 按同一標度作出這個力 F的圖示；F.比較F與F的大小和方向，看它們是否相同，得出結論.上述步驟中： （ 1）有重要遺漏的步驟的序號是和；（ 2）遺漏的內容分別是和 3】 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繩實驗時，需要兩次拉伸橡皮條，一次是通過兩細繩用兩個彈簧秤互成角度的拉橡皮條，另一次是用一個彈簧秤通過細繩拉橡皮條實驗對兩次拉伸橡

6、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.將橡皮條和繩的結點拉到相同位置同學們在操作過程中有如下討論，其中對減小實驗誤差有益的說法是 （填字母代號）A.兩細繩必須等長B.彈簧秤、細繩、橡皮條都應與木板平行C.用兩彈簧秤同時拉細繩時兩彈簧示數之差應盡可能大D.拉橡皮條的細繩要長些，標記同一細繩方向的兩點要遠些4】 在做 “互成角度的兩個力的合成”實驗時，橡皮條的一端固定在木板上，用兩個彈簧秤把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點，以下操作中錯誤的是（）A.同一次實當過程中，O點位置允許變動B.實驗中

7、，彈簧秤必須與木板平行，讀數時視線要正對彈簧秤刻度C.實驗中，先將其中一個彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需調節(jié)另一彈簧秤拉力的大小和方 向，把橡皮條另一端拉到O 點D.實驗中，把橡皮條的另一端拉到O點時，兩彈簧秤之間夾角應取 90°,以便于算出合力的大小5】 探究力的平行四邊形定則的實驗原理是等效原理，其等效性是指（ ）A.使兩分力與合力滿足平行四邊形定則B.使兩次橡皮筋與細繩套的結點都與某點O重合C.使兩次橡皮筋伸長的長度相等D.使彈簧秤在兩種情況下發(fā)生相同的形變【例6】在 驗證力的平行四邊形定則”中，采取下列哪些方法和步驟可減小實驗誤差（）A.兩個分力Fi、F2間的夾角要適

8、當大些B.兩個分力Fi、F2的大小要適當大些C.拉橡皮條的細繩要稍長一些D.實驗前先把兩個彈簧秤的鉤子互相鉤住，平放在桌子上，向相反方向拉動，檢查讀數是否相同圖3【例7】某同學利用如圖3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,將繩子打一個結點 O,每個鉤碼的重量相等，當系統(tǒng)達到平衡時，根據鉤碼個數讀出三根 繩子的拉力Ftoa、Ftob和Ftoc,回答下列問題：（1）改變鉤碼個數，實驗能完成的是（）A.鉤碼個數 N = Nb=2, N=4B,鉤碼個數 N = N3=3, N2=4C.鉤碼個數 N1 = N2=N3=4D,鉤碼個數 N = 3, N2=

9、4, Nb=5（2）在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個步驟是（）A.標記結點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量（3）在作圖時，你認為圖 4中是正確的.（填甲"或乙”）【例8】某同學在家中嘗試驗證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物， 以及刻度尺、三角板、鉛筆、細繩、白紙、釘子，設計了如下實驗：將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻 上的兩個釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結點為O,將第三條橡皮筋的另一端通過細繩掛一重物.(1)為完成該實驗，下述操作中

10、必需的是 .a.測量細繩的長度b.測量橡皮筋的原長c.測量懸掛重物后橡皮筋的長度d.記錄懸掛重物后結點 O的位置(2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗證，可采用的方法是 .【例9】如圖5所示，某小組同學利用 DIS實驗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為正，受到壓力時讀數為負.A連接質量不計的細繩，可沿固定的板做圓弧形移動.B固定不動，通過光滑較鏈連接長 0.3 m的桿.將細繩連接在桿右端 O點構成支架.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= 0對兩個傳感器進行調零用另一繩在O點懸掛一個鉤碼，記錄兩個

11、傳感器讀數取下鉤碼，移動傳感器a改變e角重復上述實驗步驟，得到表格.Fi1.0010.5801.002F2 0.868-0.2910.865e30°60°150°(1)根據表格，A傳感器對應的表中力為 (選填Fl”或F2").鉤碼質量為 kg (保留1位有 效數字).(2)本實驗中多次對傳感器進行調零，對此操作說明正確的是(A.因為事先忘記了調零B.何時調零對實驗結果沒有影響C.為了消除橫桿自身重力對結果的影響D.可以完全消除實驗的誤差【例10在做 驗證力的平行四邊形定則的實驗 ”中，在水平放置的木板上墊一張白紙，把橡皮條的一端固定在A點上，另一端連接兩

12、根細線，然后通過細線用兩個互成角度的彈簧秤來拉橡皮條，使橡皮條伸長到 某一點O,此時需記錄下：(1) ,.然后改用一個彈簧秤把橡皮條拉到O點后再記錄下：(4) ,(5) .(6)如圖所示，是該同學完成驗證力的平行四邊形定則實驗操作后得到的數據圖，請選好比例在方框 中作圖完成該同學未完成的實驗數據處理.?>4.0 N t.F7.3 N巴， .尸產21 N【例11】小明同學在學完力的合成與分解后，想在家里做 驗證力的平行四邊形定則”的實驗.他從學校的實驗室里借來兩只彈簧測力計，按如下步驟進行實驗.A.在墻上貼一張白紙用來記錄彈簧彈力的大小和方向B.在一只彈簧測力計的下端懸掛一裝滿水的水杯，記

13、下靜止時彈簧測力計的讀數F.C將一大約30 cm長的細線從提帶中穿過，再將細線兩端拴在兩只彈簧測力計的掛鉤上.在靠近白 紙?zhí)幱檬謱ΨQ地拉開細線， 使兩只彈簧測力計的讀數相等， 在白紙上記下細線的方向和彈簧測力計的讀 數.如圖7甲所示.D.在白紙上按一定標度作出兩個彈簧測力計的彈力的圖示，如圖乙所示，根據力的平行四邊形定則可 求出這兩個力的合力 F'.圖7(1)在步驟C中，彈簧測力計的讀數為 N.(2)在步驟D中，合力F'=N.(3)若,就可以驗證力的平行四邊形定則.【例12】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0.1 N的彈簧測力計.沿著兩

14、個不同的方向拉彈簧測力計.當橡皮筋的活動端拉到 相互垂直，如圖8所示.這時彈簧測力計的讀數可從圖中讀出.5 N、最小刻度為O點時，兩根細繩(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)在所示的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力.(3)圖(A) (B)兩圖是兩位同學得到的實驗結果，其中哪一個圖符合實際？若合力測量值 則F與F有誤差的原因可能是哪些？F是準確的,【例13】以下是某同學所進行的“探究彈力和彈簧伸長量的關系”的實驗步驟將一個彈簧的上端固定在鐵架臺上 ，豎直懸掛起來，在彈簧下掛一個鉤碼，記下鉤碼的質量 回，此時 彈簧平衡時，彈力大小為Fi mig ,并用刻度尺測量出此時彈簧的長度Li ,并記錄到表格中.再增加鉤碼，重復上述的操作，逐漸增加鉤碼的重力，得到多組數據.以力F為縱坐標，以彈簧的長度Lx為橫坐標，根據所測的數據在坐標紙上描點.按坐標紙上所描各點的分布與走向 ，作出一條平滑的曲線(包括直線) .根據圖線的特點，分析彈簧的彈力F與彈簧長度Lx的關系，并得出實驗結論.以上步驟有3處不合理，請將不合理的地方找出來并進行修正 .【例14】為了探索彈力和彈簧伸長量的關系，李衛(wèi)同學選了甲、乙兩根規(guī)格不同的彈簧進行測試，根據測得的數據繪出如圖所示圖象.從圖象上看，該同學沒能完全按