2024高考物理一輪復(fù)習(xí)課練7實(shí)驗(yàn)探究彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系驗(yàn)證力的平行四邊形定則含解析新人教版

PAGE15-試驗(yàn)探究彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系驗(yàn)證力的平行四邊形定則1．橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內(nèi)伸長量x與彈力F成正比，即F＝kx，k的值與橡皮筋的原長L、橫截面積S有關(guān)．理論與實(shí)際都表明k＝eq\f(YS,L)，其中Y是一個(gè)由材料確定的常量．(1)在國際單位中，Y的單位應(yīng)當(dāng)是________．A．NB．mC.eq\f(N,m2)D.eq\f(N,m)(2)某同學(xué)通過試驗(yàn)測(cè)得該橡皮筋的一些數(shù)據(jù)，作出了外力F與伸長量x之間的關(guān)系圖象如圖所示．由圖象可求得該橡皮筋的勁度系數(shù)k＝______N/m.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)2．某同學(xué)用圖甲所示的方案探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系．(1)作出彈簧彈力F與彈簧伸長量x的F－x圖線后，發(fā)覺圖線不過原點(diǎn)．你認(rèn)為造成這種結(jié)果的緣由是________________________________________________________________________．(2)該同學(xué)找到緣由后，進(jìn)行了改進(jìn)，采納圖乙所示的方案，選擇較光滑的水平桌面，滑輪涂上潤滑油．試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：鉤碼數(shù)量/個(gè)(一個(gè)鉤碼10g)0123456彈簧長度/cm25.3527.3529.3631.3533.3535.3437.35彈簧形變量/cm2.004.016.008.009.9912.00請(qǐng)依據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖丙中完成作圖，縱軸表示鉤碼重力，橫軸表示彈簧形變量．(重力加速度g取10m/s2)(3)由作出的圖可知彈簧的勁度系數(shù)為________N/m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．3．某同學(xué)做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”試驗(yàn)，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與OC為細(xì)繩套．(1)用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)(單位為N)拉橡皮筋時(shí)，將結(jié)點(diǎn)O拉到某位置，結(jié)果拉OC的彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖甲中所示，此時(shí)OC對(duì)結(jié)點(diǎn)的拉力大小為______N.(2)保持結(jié)點(diǎn)O的位置不變，變更兩個(gè)拉力的方向，將OB、OC上的拉力大小和方向在坐標(biāo)紙上畫出，如圖乙所示，坐標(biāo)紙上每一小格的邊長表示1N，O點(diǎn)是橡皮筋和細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，請(qǐng)作出合力F的圖示，并求出合力F的大小為________N．(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)4．小華在家中找到兩根一樣的輕彈簧P和Q、裝有水的總質(zhì)量m＝1kg的礦泉水瓶、刻度尺、量角器和細(xì)繩等器材，設(shè)計(jì)試驗(yàn)來驗(yàn)證力的平行四邊形定則．取重力加速度g＝10m/s2，詳細(xì)操作如下：a．如圖甲所示，將彈簧P上端固定，讓其自然下垂，將礦泉水瓶通過細(xì)繩連接在彈簧P下端，待礦泉水瓶靜止后用刻度尺測(cè)出此時(shí)彈簧P的長度L1；b．如圖乙所示，在細(xì)繩和彈簧Q的掛鉤上涂抹少許潤滑油，將細(xì)繩搭在掛鉤上，緩慢地拉起彈簧Q，使彈簧P偏離豎直方向，其軸線與豎直方向的夾角為60°，測(cè)出彈簧P的長度仍為L1，彈簧Q的長度為L2及其軸線與豎直方向的夾角為θ；(1)由圖甲可得L1＝________cm.(2)當(dāng)L2＝________cm，θ＝________時(shí)，就驗(yàn)證了力的平行四邊形定則．練高考小題5．[2024·全國卷]如圖(a)，一彈簧上端固定在支架頂端，下端懸掛一托盤；一標(biāo)尺由游標(biāo)和主尺構(gòu)成，主尺豎直固定在彈簧左邊；托盤上方固定有一能與游標(biāo)刻度線精確對(duì)齊的裝置，簡(jiǎn)化為圖中的指針．現(xiàn)要測(cè)量圖(a)中彈簧的勁度系數(shù)．當(dāng)托盤內(nèi)沒有砝碼時(shí)，移動(dòng)游標(biāo)，使其零刻度線對(duì)準(zhǔn)指針，此時(shí)標(biāo)尺讀數(shù)為1.950cm；當(dāng)托盤內(nèi)放有質(zhì)量為0.100kg的砝碼時(shí)，移動(dòng)游標(biāo)，再次使其零刻度線對(duì)準(zhǔn)指針，標(biāo)尺示數(shù)如圖(b)所示，其讀數(shù)為________cm.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.80m/s2，此彈簧的勁度系數(shù)為________N/m(保留3位有效數(shù)字)．6．[2024·全國卷]某探究小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”試驗(yàn)，將畫有坐標(biāo)軸(橫軸為x軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1mm)的紙貼在水平桌面上，如圖(a)所示．將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(diǎn)(位于圖示部分之外)，另一端P位于y軸上的A點(diǎn)時(shí)，橡皮筋處于原長．(1)用一只測(cè)力計(jì)將橡皮筋的P端沿y軸從A點(diǎn)拉至坐標(biāo)原點(diǎn)O，此時(shí)拉力F的大小可由測(cè)力計(jì)讀出．測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖(b)所示，F(xiàn)的大小為______N.(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A點(diǎn)；現(xiàn)運(yùn)用兩個(gè)測(cè)力計(jì)同時(shí)拉橡皮筋，再次將P端拉至O點(diǎn)，此時(shí)視察到兩個(gè)拉力分別沿圖(a)中兩條虛線所示的方向，由測(cè)力計(jì)的示數(shù)讀出兩個(gè)拉力的大小分別為F1＝4.2N和F2＝5.6N.(ⅰ)用5mm長度的線段表示1N的力，以O(shè)為作用點(diǎn)，在圖(a)中畫出力F1、F2的圖示，然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合；(ⅱ)F合的大小為________N，F(xiàn)合與拉力F的夾角的正切值為________．若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在試驗(yàn)所允許的誤差范圍之內(nèi)，則該試驗(yàn)驗(yàn)證了力的平行四邊形定則．練模擬小題7．[2024·河北唐山二中考試]把兩根輕質(zhì)彈簧串聯(lián)起來測(cè)量它們各自的勁度系數(shù)，如圖甲所示．(1)未掛鉤碼之前，指針B指在刻度尺如圖乙所示的位置上，其示數(shù)為________cm；(2)將質(zhì)量為50g的鉤碼逐個(gè)掛在彈簧Ⅰ的下端，逐次記錄兩彈簧各自的伸長量x和所掛鉤碼的質(zhì)量m，可描繪出如圖丙所示的圖象，由圖象可計(jì)算出彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)kⅡ＝________N/m；(取重力加速度g＝9.8m/s2)(3)圖丙中，當(dāng)彈簧Ⅰ的伸長量超過17cm時(shí)其圖線為曲線，由此可知，掛上第________個(gè)鉤碼時(shí)，拉力已經(jīng)超過它的彈性限度，這對(duì)測(cè)量彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)________(填“有”或“沒有”)影響(彈簧Ⅱ的彈性限度足夠大)．8．[2024·安徽五校二測(cè)]用如圖所示的器材可以驗(yàn)證力的平行四邊形定則．在圓形桌子的透亮水平桌面上平鋪一張白紙，在桌子邊緣安裝三個(gè)光滑的滑輪，其中，滑輪P1固定在桌邊，滑輪P2、P3可在桌邊上移動(dòng)．第一次試驗(yàn)的步驟如下：A．在三根輕繩下掛上肯定數(shù)量的鉤碼，并使結(jié)點(diǎn)O靜止；B．在白紙上描下O點(diǎn)的位置和三根繩子的方向，以O(shè)點(diǎn)為起點(diǎn)，作出三個(gè)拉力的圖示；C．以繞過P2、P3的繩上的兩個(gè)力為鄰邊作平行四邊形，作出以O(shè)點(diǎn)為起點(diǎn)的平行四邊形的對(duì)角線，量出對(duì)角線的長度；D．檢驗(yàn)對(duì)角線和繞過P1的繩上的拉力的圖示的長度是否一樣、方向是否在一條直線上．(1)試驗(yàn)中，若一根繩掛的鉤碼質(zhì)量為m，另一根繩掛的鉤碼質(zhì)量為2m，則第三根繩掛的鉤碼質(zhì)量肯定大于________且小于________．(2)其次次試驗(yàn)時(shí)，變更滑輪P2、P3的位置和相應(yīng)繩上鉤碼的數(shù)量，使結(jié)點(diǎn)平衡，繩的結(jié)點(diǎn)________(選填“必”或“不必”)與第一次試驗(yàn)中白紙上描下的O點(diǎn)重合，試驗(yàn)中，若桌面不水平，________(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)影響試驗(yàn)的結(jié)論．9．[2024·廣東省深圳中學(xué)摸底]某試驗(yàn)小組用一彈簧測(cè)力計(jì)和一量角器等器材驗(yàn)證力的平行四邊形定則，設(shè)計(jì)了如圖所示的試驗(yàn)裝置，固定在豎直木板上的量角器的直邊水平，橡皮筋的一端固定于量角器的圓心O的正上方A處，另一端系繩套1和繩套2.(1)主要試驗(yàn)步驟如下：Ⅰ.彈簧測(cè)力計(jì)掛在繩套1上，豎直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的結(jié)點(diǎn)到達(dá)O處，登記彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F；Ⅱ.彈簧測(cè)力計(jì)掛在繩套1上，手拉著繩套2，緩慢拉橡皮筋，使橡皮筋的結(jié)點(diǎn)到達(dá)O處，此時(shí)繩套1沿0°方向，繩套2沿120°方向，登記彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1；Ⅲ.依據(jù)力的平行四邊形定則計(jì)算繩套1的拉力F′1＝________；Ⅳ.比較________，即可初步驗(yàn)證；Ⅴ.只變更繩套2的方向，重復(fù)上述試驗(yàn)步驟．(2)保持繩套2方向不變，繩套1從圖示位置向下緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)90°，此過程中保持橡皮筋的結(jié)點(diǎn)在O處不動(dòng)，關(guān)于繩套1的拉力大小的變更，下列結(jié)論正確的是________．(填選項(xiàng)前的序號(hào))A．漸漸增大B．先增大后減小C．漸漸減小D．先減小后增大———[綜合測(cè)評(píng)提實(shí)力]———1．[2024·河北武邑中學(xué)期中]某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系．(1)將彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè)，彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在________方向(填“水平”或“豎直”)．(2)彈簧自然懸掛，待彈簧________時(shí)，長度記為L0，彈簧下端掛上砝碼盤時(shí)，長度記為Lx；在砝碼盤中每次增加10g砝碼，彈簧長度依次記為L1至L6，數(shù)據(jù)如下表：代表符號(hào)L0LxL1L2L3L4L5L6數(shù)值(cm)25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號(hào)為______．由表可知所用刻度尺的最小分度值為________．(3)如圖是該同學(xué)依據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質(zhì)量，橫軸是彈簧長度與________的差值(填“L0”或“Lx”)．(4)由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為________N/m；通過圖和表可知砝碼盤的質(zhì)量為________g．(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度g取9.8m/s2)2．[2024·江西九江一中考試]某同學(xué)看到法治節(jié)目中報(bào)道有人用彈弓射擊野生愛護(hù)動(dòng)物，他對(duì)此行為表示劇烈指責(zé)，為了教化其他同學(xué)不要玩彈弓，他想用學(xué)過的物理學(xué)問來實(shí)際測(cè)量彈弓的威力．于是他打算了一個(gè)與節(jié)目中類似的彈弓(如圖甲)，它每側(cè)固定有兩根完全相同的橡膠管．金屬彈珠質(zhì)量為10g，直徑為10mm.(1)他首先猜想橡膠管拉伸過程中彈力與形變量的關(guān)系滿意胡克定律，為了驗(yàn)證猜想進(jìn)行了試驗(yàn)，由于試驗(yàn)室的傳感器量程較小，于是他取其中一根橡膠管進(jìn)行試驗(yàn)，通過傳感器拉動(dòng)橡膠管，登記它每一次的長度L及對(duì)應(yīng)的拉力F的大小，并畫出如圖乙所示的圖象．為了便于探討，他在老師的啟發(fā)下將原圖象擬合成直線，如圖丙所示，依據(jù)圖象，計(jì)算出該單根橡膠管的原長L0＝________，勁度系數(shù)k＝________.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(2)該同學(xué)查閱資料發(fā)覺，當(dāng)彈珠放射后的比動(dòng)能(動(dòng)能與最大橫截面積的比值)超過1.8J/cm2就可被認(rèn)定為槍支，并且滿意胡克定律的物體在彈性限度內(nèi)其彈性勢(shì)能E與形變量x的關(guān)系式可表示為Ep＝eq\f(1,2)kx2.在一次測(cè)試中彈弓每側(cè)的橡膠管均拉至49cm長，估算彈珠離開彈弓時(shí)的比動(dòng)能為______．(π取3，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)3.[2024·云南玉溪一中考試]某同學(xué)為探究求合力的方法，做了如圖所示的試驗(yàn)．ABCD為豎直平板，E、F兩處固定了摩擦不計(jì)的輕質(zhì)滑輪，滑輪的軸保持水平，所用繩子的重力忽視不計(jì)．第一次試驗(yàn)中，當(dāng)裝置平衡時(shí)，繩子的結(jié)點(diǎn)在O處，拉力的方向和鉤碼的位置如圖所示．其次次試驗(yàn)時(shí)，僅把右側(cè)滑輪的位置移動(dòng)到圖中的G點(diǎn)，待穩(wěn)定后，∠EOF將________(填“變大”“變小”或“不變”)，繩子結(jié)點(diǎn)O的位置將________(填字母代號(hào))．A．豎直向下移動(dòng)B．水平向右移動(dòng)C．沿EO方向移動(dòng)D．沿FO方向移動(dòng)4．[2024·貴州遵義聯(lián)考]某同學(xué)嘗試用橡皮筋等器材驗(yàn)證力的平行四邊形定則，他找到兩條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)、若干質(zhì)量相同的小重物、刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子，設(shè)計(jì)了如下試驗(yàn)：將兩條橡皮筋的一端與細(xì)繩連接，結(jié)點(diǎn)為O，細(xì)繩下掛一重物，兩橡皮筋的另一端也都連有細(xì)繩．試驗(yàn)時(shí)，先將一條橡皮筋的另一端的細(xì)繩固定在墻上的釘子A上，另一條橡皮筋任其垂下，如圖中甲狀態(tài)所示；再將另一條橡皮筋的另一端的細(xì)繩固定在墻上的釘子B上，如圖中乙狀態(tài)所示．(1)為完成試驗(yàn)，下述操作中必需的是________．a(chǎn)．兩橡皮筋的另一端連接的細(xì)繩a、b長度要相同b．要測(cè)量橡皮筋的原長c．要測(cè)量圖中甲、乙狀態(tài)下各橡皮筋的長度d．要記錄圖中甲狀態(tài)下結(jié)點(diǎn)O的位置及過結(jié)點(diǎn)O的豎直方向e．要記錄圖中乙狀態(tài)下結(jié)點(diǎn)O的位置及過結(jié)點(diǎn)O的豎直方向(2)對(duì)該試驗(yàn)“兩條相同的橡皮筋”的要求的理解正確的是________．a(chǎn)．橡皮筋的材料和原長相同即可b．橡皮筋的材料和粗細(xì)相同即可c．橡皮筋的材料、原長和粗細(xì)均要相同5．某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”試驗(yàn)，他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長，用直尺測(cè)出彈簧的原長L0，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上鉤碼后測(cè)出彈簧伸長后的長度L，把L－L0作為彈簧的伸長量x，鉤碼重力作為彈力F.這樣操作，由于彈簧自身重力的影響，最終畫出的圖線可能是下列圖象中的()6．某同學(xué)利用如圖a所示裝置做探究彈簧彈力大小和其長度的關(guān)系的試驗(yàn)．(1)他通過試驗(yàn)得到如圖b所示的彈力大小F與彈簧長度x的關(guān)系圖線．由此圖線可得該彈簧的原長x0＝________cm，勁度系數(shù)k＝________N/m.(2)他又利用本試驗(yàn)原理把該彈簧做成一把彈簧秤，當(dāng)彈簧秤上的示數(shù)如圖c所示時(shí)，該彈簧的長度x＝________cm.7．在“探究求合力的方法”的試驗(yàn)中(1)本試驗(yàn)采納的科學(xué)方法是()A．志向試驗(yàn)法B．等效替代法C．限制變量法D．建立物理模型法(2)其中的兩個(gè)步驟是：(ⅰ)在水平放置的木板上墊一張白紙并固定好，把橡皮條的一端固定在木板上，另一端拴兩根細(xì)線，通過細(xì)線同時(shí)用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮條，使它與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O點(diǎn)，在白紙上登記O點(diǎn)和兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1和F2.(ⅱ)只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)通過細(xì)線拉橡皮條，使它的伸長量與用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)伸長量一樣，登記此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F和細(xì)線的方向，以上兩步驟均有疏漏，請(qǐng)指出疏漏之處：在(ⅰ)中是________________________________________________________________________；在(ⅱ)中是________________________________________________________________________．(3)在做“互成角度的兩個(gè)力的合力”的試驗(yàn)中，用M、N兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條的結(jié)點(diǎn)使其位于O處，此時(shí)α＋β＝90°，如圖所示；然后保持M的讀數(shù)不變，當(dāng)α角由圖中所示的值減小時(shí)，要使結(jié)點(diǎn)仍在O處，可采納的方法是()A．增大N的讀數(shù)，減小β角B．減小N的讀數(shù)，減小β角C．減小N的讀數(shù)，增大β角D．增大N的讀數(shù)，增大β角8．某同學(xué)在探討性學(xué)習(xí)中，利用所學(xué)的學(xué)問解決了如下問題：一輕彈簧一端固定于某一深度h＝0.25m、開口向右的小筒中，如圖甲所示．(彈簧的原長比筒短些)，假如本試驗(yàn)的長度測(cè)量工具只能測(cè)量出筒外彈簧的長度l，現(xiàn)要測(cè)出彈簧的原長l0和彈簧的勁度系數(shù)，該同學(xué)通過變更所掛鉤碼的個(gè)數(shù)來變更l并登記彈力F，作出F－l圖線如圖乙所示．(1)該同學(xué)試驗(yàn)時(shí)，把彈簧水平放置與彈簧豎直懸掛放置相比較，優(yōu)點(diǎn)在于：________________________________________________________________________.(2)彈簧的勁度系數(shù)為________N/m.(3)彈簧的原長l0＝________m.9．某試驗(yàn)小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度(圈數(shù))的關(guān)系．試驗(yàn)裝置如圖(a)所示：一勻稱長彈簧豎直懸掛，7個(gè)指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點(diǎn)0、10、20、30、40、50、60圈處；通過旁邊豎直放置的刻度尺，可以讀出指針的位置，P0指向0刻度．設(shè)彈簧下端未掛重物時(shí)，各指針的位置記為x0；掛有質(zhì)量為0.100kg的砝碼時(shí)，各指針的位置記為x.測(cè)量結(jié)果及部分計(jì)算結(jié)果如下表所示(n為彈簧的圈數(shù)，重力加速度g取9.80m/s2)．已知試驗(yàn)所用彈簧總?cè)?shù)為60，整個(gè)彈簧的自由長度為11.88cm.(1)將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整：①________，②________.P1P2P3P4P5P6x0(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)163①56.043.633.828.8eq\f(1,k)(m/N)0.0061②0.01790.02290.02960.0347(2)以n為橫坐標(biāo)，eq\f(1,k)為縱坐標(biāo)，在圖(b)給出的坐標(biāo)系上畫出eq\f(1,k)－n圖象．(3)圖(b)中畫出的直線可近似認(rèn)為通過原點(diǎn)．若從試驗(yàn)中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧，則彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關(guān)系的表達(dá)式為k＝________N/m.課練7試驗(yàn)探究彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系驗(yàn)證力的平行四邊形定則[狂刷小題夯基礎(chǔ)]1．答案：(1)C(2)5.0×102解析：(1)依據(jù)表達(dá)式k＝eq\f(YS,L)可知Y＝eq\f(kL,S)，勁度系數(shù)k的單位為N/m，L的單位為m，S的單位為m2，則Y的單位應(yīng)為N/m2，選項(xiàng)C正確．(2)由胡克定律可知，外力F與伸長量x之間的關(guān)系為F＝kx，外力F與伸長量x之間的關(guān)系圖象的斜率等于勁度系數(shù)k，則橡皮筋的勁度系數(shù)k＝eq\f(ΔF,Δx)＝eq\f(15.0,0.030)N/m＝5.0×102N/m.2．答案：(1)彈簧自身重力的作用(2)如圖所示(3)5.0解析：(1)由于彈簧自身重力的作用，不掛鉤碼時(shí)，彈簧的伸長量也不為零，因此彈力與伸長量的關(guān)系圖線不過原點(diǎn)．(2)將表中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)算后描繪在坐標(biāo)系中，用平滑的曲線連接．(3)結(jié)合胡克定律可知，圖線的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，即k＝eq\f(0.6－0.1,10×10－2)N/m＝5.0N/m.3．答案：(1)2.60(2)如圖所示7.1解析：(1)該彈簧測(cè)力計(jì)每一小格表示0.1N，讀數(shù)時(shí)需估讀到最小分度值下一位，可讀出其示數(shù)為2.60N．(2)以F1、F2為鄰邊，作出力的平行四邊形，如圖所示，對(duì)角線表示合力F，則F＝eq\r(72＋12)N＝5eq\r(2)N≈7.1N.4．答案：(1)17.50(2)17.5060°解析：(1)由題圖甲知刻度尺的分度值為1mm，則彈簧P的長度為L1＝17.50cm.(2)若要驗(yàn)證力的平行四邊形定則，則兩彈簧拉力的合力與礦泉水瓶的重力等大反向，依據(jù)幾何關(guān)系可知，當(dāng)兩根彈簧的拉力相等，即彈簧的長度相等，與豎直方向的夾角也相等時(shí)，F(xiàn)1、F2的合力與礦泉水瓶的重力mg等大反向，驗(yàn)證了力的平行四邊形定則，此時(shí)L2＝17.50cm，θ＝60°.5．答案：3.77553.7解析：本題考查測(cè)量彈簧勁度系數(shù)的試驗(yàn)．試驗(yàn)所用的游標(biāo)卡尺精度為0.05mm，游標(biāo)卡尺上游標(biāo)第15條刻度線與主尺刻度線對(duì)齊，依據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則，圖(b)所示的游標(biāo)卡尺讀數(shù)為3.7cm＋15×0.005cm＝3.7cm＋0.075cm＝3.775cm.托盤中放有質(zhì)量為m＝0.100kg的砝碼時(shí)，彈簧受到的拉力的增加量ΔF＝mg＝0.100×9.8N＝0.980N，彈簧伸長量的增加量Δx＝3.775cm－1.95cm＝1.825cm＝0.1825m，依據(jù)胡克定律F＝kx，解得此彈簧的勁度系數(shù)k＝eq\f(ΔF,Δx)＝53.7N/m.6．答案：(1)4.0(2)(ⅰ)F1、F2和F合如圖所示(ⅱ)4.00.05解析：本題考查“驗(yàn)證平行四邊形定則”試驗(yàn)．(1)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為4.0N．(2)(ⅰ)以F1、F2為相鄰邊，畫出力的圖示，如答圖所示；(ⅱ)依據(jù)標(biāo)定的比例，可得合力大小F合＝4.0N，tanα＝eq\f(0.2,4.0)＝0.05.7．答案：(1)11.50(2)28(3)5沒有解析：(1)毫米刻度尺讀數(shù)需估讀到最小分度的下一位，指針B示數(shù)為11.50cm.(2)由題圖丙中的數(shù)據(jù)可知，彈簧Ⅱ的形變量為Δx＝7.00cm時(shí)，拉力F＝mg＝4×0.05×9.8N＝1.96N，依據(jù)胡克定律可知kⅡ＝eq\f(F,Δx)＝eq\f(1.96N,7.00×10－2m)＝28N/m.(3)由題圖丙中的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)彈簧Ⅰ的伸長量為14cm時(shí)，對(duì)應(yīng)的拉力F′是1.96N，所以其勁度系數(shù)k1＝eq\f(F′,Δx′)＝eq\f(1.96N,14.00×10－2m)＝14N/m；彈簧Ⅰ的伸長量為17cm時(shí)，對(duì)應(yīng)的拉力F″＝k1Δx″＝14×0.17N＝2.38N，n＝eq\f(2.38,0.05×9.8)≈4.86.由此可知，掛上第5個(gè)鉤碼時(shí)，拉力已經(jīng)超過彈簧Ⅰ的彈性限度，這時(shí)彈簧Ⅱ的圖線仍舊是直線，說明對(duì)測(cè)量彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)沒有影響．8．答案：(1)m3m(2)不必不會(huì)解析：(1)若一根繩掛的鉤碼質(zhì)量為m，另一根繩掛的鉤碼質(zhì)量為2m，則第三根繩掛的鉤碼質(zhì)量在m～3m之間．(2)本試驗(yàn)不是先用一根繩拉，然后用兩根繩去拉，使一根繩拉的作用效果與兩根繩拉的作用效果相同，所以結(jié)點(diǎn)的位置可以變更，若桌面不水平，也不會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)論．9．答案：(1)eq\f(\r(3),3)FF1和F′1(2)D解析：(1)以結(jié)點(diǎn)O為探討對(duì)象進(jìn)行受力分析，所受三個(gè)力經(jīng)平移后可構(gòu)成一首尾連接的三角形，由數(shù)學(xué)學(xué)問可知，F(xiàn)′1＝Ftan30°＝eq\f(\r(3),3)F；比較F1和F′1的大小和方向關(guān)系，即可驗(yàn)證平行四邊形定則是否正確．(2)結(jié)點(diǎn)位置不變，兩繩套的拉力的合力保持不變，繩套2的拉力方向不變，繩套1從題圖圖示位置向下緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)90°的過程中，由三角形定則可知，繩套1的拉力先減小后增大，D項(xiàng)正確．[綜合測(cè)評(píng)提實(shí)力]1．答案：(1)豎直(2)穩(wěn)定L31mm(3)Lx(4)4.910解析：(1)將彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè)，彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在豎直方向；(2)題表中有一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范，刻度尺的最小分度值為1mm，所以長度L3應(yīng)為33.40cm；(3)在砝碼盤中每次增加10g砝碼，所以彈簧的形變量應(yīng)當(dāng)是彈簧長度與Lx的差值；(4)充分利用測(cè)量數(shù)據(jù)k＝eq\f(ΔF,Δx)＝4.9N/m，通過題圖和表可知L0＝25.35cm、Lx＝27.35cm，所以砝碼盤的質(zhì)量為m＝eq\f(k·Δx,g)＝10g.2．答案：(1)34cm74N/m(2)4.2J/cm2解析：(1)依據(jù)胡克定律得k＝eq\f(ΔF,Δx)＝eq\f(11.2－4.2,0.1)N/m＝70N/m，當(dāng)L＝40cm時(shí)，F(xiàn)＝4.2N，依據(jù)F＝k(L－L0)，代入數(shù)據(jù)解得L0＝34cm；(2)當(dāng)橡膠管均拉到49cm時(shí)，由機(jī)械能守恒有Ek＝4Ep＝4×eq\f(1,2)kx2，彈珠的比動(dòng)能A0＝eq\f(Ek,S)，又S＝πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,2)))2，代入數(shù)據(jù)解得A0＝4.2J/cm2.3．答案：不變C解析：以O(shè)點(diǎn)為探討對(duì)象，受到三個(gè)力的作用，因鉤碼個(gè)數(shù)不變，所以三個(gè)力的大小不變，O點(diǎn)所受豎直的拉力大小、方向均不變，即EO、FO兩繩子拉力的合力大小、方向不變，依據(jù)平行四邊形定則可知，二力的大小不變，其合力的大小、方向不變，則該二力的夾角不變，故∠EOF不變；依據(jù)相像三角形的學(xué)問可知，E點(diǎn)位置不變，EF之間的距離變大，而∠EOF不變，因此繩子結(jié)點(diǎn)O的位置將沿EO方向移動(dòng)，故ABD錯(cuò)誤，C正確．4．答案：(1)bce(2)c解