2024-2025學(xué)年新教材高中物理第三章相互作用-力4.2驗(yàn)證力的平行四邊形定則練習(xí)含解析新人教版必修第一冊(cè)

PAGE5-課時(shí)2驗(yàn)證力的平行四邊形定則考點(diǎn)1試驗(yàn)原理與試驗(yàn)步驟1.(多選)在做完“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”試驗(yàn)后,某同學(xué)將其試驗(yàn)操作過程進(jìn)行了回顧,并在筆記本上登記如下幾條體會(huì),你認(rèn)為他的體會(huì)中正確的是()。A.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí),應(yīng)使兩細(xì)繩套間的夾角為90°,以便算出合力的大小B.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)合力的圖示F與用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)力F'的圖示不完全重合,在誤差允許范圍內(nèi),可以說明“力的平行四邊形定則”成立C.若F1、F2方向不變,而大小各增加1N,則合力的方向也不變,大小也增加1ND.在用彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí),要使彈簧測(cè)力計(jì)的彈簧與木板平面平行答案：BD解析：用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí),兩細(xì)繩套的夾角約在60°~120°范圍,試驗(yàn)中不須要計(jì)算出合力的大小,沒必要非得把繩套間夾角設(shè)定為90°,A項(xiàng)錯(cuò)誤;試驗(yàn)中F與F'的圖示不肯定完全重合,只要兩者長(zhǎng)度差不多,夾角很小,就可以近似驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”,B項(xiàng)正確;F1、F2夾角不確定,它們的大小與合力F的大小關(guān)系不確定,C項(xiàng)錯(cuò)誤;為減小讀數(shù)和作圖的誤差,試驗(yàn)中用彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí),應(yīng)使彈簧測(cè)力計(jì)與木板平面平行且彈簧測(cè)力計(jì)的軸線沿橡皮條或細(xì)繩套方向,D項(xiàng)正確。2.(江蘇睢寧2024高一上期末)某同學(xué)用如圖3-4-10所示的試驗(yàn)裝置驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”。彈簧測(cè)力計(jì)A掛于固定點(diǎn)P,下端用細(xì)線掛一重物M。手持彈簧測(cè)力計(jì)B,水平向左拉,使結(jié)點(diǎn)O靜止在某位置。分別讀出彈簧測(cè)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)的位置和細(xì)線的方向。下列不必要的試驗(yàn)要求是()。圖3-4-10A.應(yīng)測(cè)量重物M所受的重力B.彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)在運(yùn)用前校零C.細(xì)線方向應(yīng)與木板平面平行D.變更拉力,進(jìn)行多次試驗(yàn),每次都要使O點(diǎn)靜止在同一位置答案：D解析：試驗(yàn)時(shí)通過作出三個(gè)力的圖示,來驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”,因此重物的重力必須要知道,故A項(xiàng)是必要的;彈簧測(cè)力計(jì)用來測(cè)力的大小,必需在運(yùn)用前校零,故B項(xiàng)是必要的;細(xì)線方向必需與木板平面平行,這樣才能確保所測(cè)力的大小的精確性,故C項(xiàng)是必要的;每次試驗(yàn)不須要使O點(diǎn)靜止在同一位置,故D項(xiàng)是不必要的。3.(多選)下面列出的措施中,有利于改進(jìn)“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”試驗(yàn)以減小誤差的是()。A.橡皮條彈性要好,拉到O點(diǎn)時(shí)拉力要適當(dāng)大些B.兩個(gè)分力F1和F2間的夾角要稍小一些C.拉橡皮條時(shí),橡皮條、細(xì)繩和彈簧測(cè)力計(jì)要平行貼近木板面D.拉橡皮條的繩要細(xì),而且要稍長(zhǎng)一些答案：ACD解析：橡皮條彈性要好,拉到O點(diǎn)時(shí)拉力適當(dāng)大些,可減小測(cè)量誤差對(duì)試驗(yàn)的影響,故A正確;畫平行四邊形時(shí),夾角稍大一些時(shí)作出的平行四邊形就會(huì)精確些,故B錯(cuò)誤;拉橡皮條時(shí),橡皮條、細(xì)繩和彈簧測(cè)力計(jì)要平行貼近木板面,故C正確;為了便利而且更加精確地確定力的方向,操作時(shí)可以使拉橡皮條的繩細(xì)且長(zhǎng)一些,故D正確。4.(山西八校2024聯(lián)考)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3-4-11甲所示,在電子秤的下端懸掛一裝滿水的水壺,登記水壺時(shí)電子秤的示數(shù)F;

圖3-4-11答案：靜止解析：要測(cè)量裝滿水的水壺的重力,則登記水壺靜止時(shí)電子秤的示數(shù)F。(2)如圖3-4-11乙所示,將三根細(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和水壺帶上。水平拉開細(xì)線L1,在白紙上登記結(jié)點(diǎn)O的位置、和電子秤的示數(shù)F1;

答案：三根細(xì)線的方向解析：要畫出平行四邊形,則須要記錄分力的大小和方向,所以在白紙上登記結(jié)點(diǎn)O的位置的同時(shí)也要記錄三根細(xì)線的方向以及電子秤的示數(shù)F1。(3)如圖3-4-11丙所示,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。手握電子秤沿著乙圖中L2的方向拉開細(xì)線L2,使和三根細(xì)線的方向與乙圖中重合,記錄電子秤的示數(shù)F2;

答案：結(jié)點(diǎn)O的位置解析：已經(jīng)記錄了一個(gè)分力的大小,還要記錄另一個(gè)分力的大小,則結(jié)點(diǎn)O的位置不能變更,力的方向也都不能變更,所以應(yīng)使結(jié)點(diǎn)O的位置和三根細(xì)線的方向與題圖乙中重合,記錄電子秤的示數(shù)F2。(4)在白紙上按肯定標(biāo)度作出電子秤拉力F、F1、F2的圖示,依據(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。

答案：F和F'在誤差范圍內(nèi)重合解析：依據(jù)平行四邊形定則作出F1、F2的合力F'的圖示,若F和F'在誤差范圍內(nèi)重合,則平行四邊形定則得到驗(yàn)證。5.(天津2024高一月考)李明同學(xué)在做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”試驗(yàn)時(shí),利用坐標(biāo)紙登記了橡皮筋的結(jié)點(diǎn)位置O點(diǎn)以及兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小,如圖3-4-12甲所示。圖3-4-12(1)試在圖甲中作出無試驗(yàn)誤差狀況下F1和F2的合力圖示,并用F表示此力。答案：如圖所示：解析：用平行四邊形定則作圖,即以F1、F2為兩鄰邊作平行四邊形,對(duì)角線就表示合力F。(標(biāo)上箭頭表明方向)(2)(多選)有關(guān)此試驗(yàn),下列敘述正確的是。A.兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力可以同時(shí)比橡皮筋的拉力大B.橡皮筋的拉力是合力,兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是分力C.兩次拉橡皮筋時(shí),需將橡皮筋結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O。這樣做的目的是保證兩次彈簧測(cè)力計(jì)拉力的效果相同D.若只增大某一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力大小而要保證橡皮筋結(jié)點(diǎn)位置不變,只需調(diào)整另一只彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小即可答案：AC解析：兩分力可以同時(shí)大于合力,故A正確;結(jié)點(diǎn)受三個(gè)力作用處于平衡狀態(tài),其中兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力的合力與第三個(gè)力——橡皮筋拉力等大、反向,是一對(duì)平衡力,而橡皮筋的拉力不是合力,故B錯(cuò)誤;只有保證結(jié)點(diǎn)在同一位置才能說明作用效果相同,故C正確;若兩個(gè)分力的大小變更而方向都不變,則合力必定變更,故D錯(cuò)誤。(3)圖3-4-12乙是張華和李明兩位同學(xué)在做以上試驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果,其中哪一個(gè)試驗(yàn)比較符合試驗(yàn)事實(shí)?(力F'是用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)的圖示)答:。答案：張華做的符合試驗(yàn)事實(shí)解析：作圖法得到的F必為平行四邊形的對(duì)角線,單個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F'肯定與橡皮筋共線,故張華的試驗(yàn)比較符合試驗(yàn)事實(shí)。(4)本試驗(yàn)采納的主要科學(xué)方法是。A.志向試驗(yàn)法 B.等效替代法C.限制變量法 D.建立物理模型法答案：B解析：當(dāng)兩個(gè)力共同作用的效果跟一個(gè)力單獨(dú)作用的效果相同時(shí),它們就是等效替代關(guān)系。考點(diǎn)2試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理6.(湖北武漢三校聯(lián)考)在“探究求合力的方法”試驗(yàn)中,現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細(xì)繩套和一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)。(1)為完成試驗(yàn),某同學(xué)另找來一根彈簧,先測(cè)量其勁度系數(shù),得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:彈力F/N0.501.001.502.002.503.003.50伸長(zhǎng)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。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)答案：①55(±2內(nèi)均可)解析：依據(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②所示,直線的斜率等于彈簧的勁度系數(shù),k=3.56.42×1②(2)某次試驗(yàn)中,彈簧測(cè)力計(jì)的指針位置如圖3-4-13所示,其讀數(shù)為N;同時(shí)利用(1)中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為2.50N,請(qǐng)畫出這兩個(gè)共點(diǎn)力的合力F合。

圖3-4-13答案：2.10畫法如圖①所示解析：讀出彈簧測(cè)力計(jì)的讀