《高考備考指南 物理 》課件-實(shí)驗(yàn)三　驗(yàn)證力的平行四邊形定則

實(shí)驗(yàn)三驗(yàn)證力的平行四邊形定則(本欄目對(duì)應(yīng)配套訓(xùn)練P18~19)知識(shí)鞏固練習(xí)1.(2023年廣州六中模擬)某同學(xué)獨(dú)自一人進(jìn)行“研究共點(diǎn)力的合成”這一實(shí)驗(yàn).因無法同時(shí)拉兩個(gè)彈簧測力計(jì)并記錄拉力的方向和大小，該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：①在木板上固定白紙，橡皮筋的一端用圖釘固定在木板上A點(diǎn)，另一端系上兩根帶繩套的細(xì)繩，在白紙上標(biāo)出某標(biāo)記點(diǎn)O.②先將細(xì)繩1的繩套拉至另一標(biāo)記點(diǎn)B并用圖釘固定，再用彈簧測力計(jì)拉細(xì)繩2，將橡皮筋的另一端拉至O點(diǎn)并使兩細(xì)繩間有一定的夾角θ，如圖所示.記錄此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F1及細(xì)繩2的方向(沿OC方向).③松開細(xì)繩1的繩套端，用彈簧測力計(jì)拉細(xì)繩2，再次將橡皮筋的另一端拉到O點(diǎn)，記錄此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F2及細(xì)繩2的方向(沿圖中虛線方向).④______，記錄此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F3.

⑤確定標(biāo)度，作出三個(gè)力的圖示，觀察這些力的圖示間的幾何關(guān)系.⑥改變標(biāo)記點(diǎn)O、B的位置，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程，多次實(shí)驗(yàn).(1)請(qǐng)寫出在上述步驟中遺漏的環(huán)節(jié)：__________________________.

(2)為完成這一實(shí)驗(yàn)，這位同學(xué)應(yīng)在步驟④中進(jìn)行的操作過程為：__.

(3)這位同學(xué)根據(jù)記錄的三個(gè)力F1、F2和F3作圖，下列圖示符合這位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)過程的是______.

A BC D(4)這位同學(xué)想進(jìn)一步進(jìn)行合力與分力對(duì)應(yīng)關(guān)系的探究，他在完成實(shí)驗(yàn)步驟①、②后，保持橡皮筋的另一端仍在O點(diǎn)并緩慢改變細(xì)繩2的方向，觀察到彈簧測力計(jì)的讀數(shù)逐漸增大，則兩細(xì)繩間夾角θ的變化情況為__.

【答案】(1)沒有標(biāo)記C點(diǎn)位置(2)見解析(3)D(4)見解析【解析】(1)上述步驟中沒有標(biāo)記C點(diǎn)的位置.(2)將細(xì)繩2的繩套拉至標(biāo)記點(diǎn)C并用圖釘固定，再用彈簧測力計(jì)拉細(xì)繩1，將橡皮筋的另一端拉至O點(diǎn)，且使細(xì)繩1沿OB方向，記錄此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F3及細(xì)繩1的方向.(3)相等效果的力F2應(yīng)該與橡皮筋共線，為虛線OC方向；F1、F3的合力F合應(yīng)該指向平行四邊形的對(duì)角線，故選D.(4)OB垂直于OC時(shí)，彈簧測力計(jì)的讀數(shù)最小，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)OC，彈簧測力計(jì)的讀數(shù)逐漸增大，兩細(xì)繩間夾角變??；逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)OC，彈簧測力計(jì)的讀數(shù)逐漸增大，兩細(xì)繩間夾角變大.2.小亮利用圖甲中所示的裝置來驗(yàn)證力的平行四邊形定則，在豎直木板上鋪有白紙，固定兩個(gè)光滑的定滑輪A和B，將繩子打一個(gè)結(jié)點(diǎn)O，每個(gè)鉤碼的重量相等.當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)，根據(jù)鉤碼個(gè)數(shù)讀出三根繩子的拉力F1、F2和F3，回答下列問題：(1)改變鉤碼個(gè)數(shù)，實(shí)驗(yàn)可能完成的是.(填正確答案序號(hào))A.鉤碼的個(gè)數(shù)N1＝1，N2＝3，N3＝5B.鉤碼的個(gè)數(shù)N1＝2，N2＝4，N3＝6C.鉤碼的個(gè)數(shù)N1＝3，N2＝6，N3＝9D.鉤碼的個(gè)數(shù)N1＝4，N2＝4，N3＝4(2)在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個(gè)步驟是________.

A.標(biāo)記結(jié)點(diǎn)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(zhì)量(3)在作圖時(shí)，你認(rèn)為圖__________(填“乙”或“丙”)是正確的.

【答案】(1)D(2)A(3)乙【解析】(1)根據(jù)三角形法則，實(shí)驗(yàn)中的分力與合力的關(guān)系必須滿足|F1－F2|＜F3＜F1＋F2，D正確.(2)本實(shí)驗(yàn)應(yīng)該確定好分力與合力的大小和方向，以及作用點(diǎn)的位置.由于力的大小可以通過鉤碼個(gè)數(shù)來反映，故在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個(gè)步驟是標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O的位置，并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向，A正確.(3)由實(shí)驗(yàn)的實(shí)物圖可知，F(xiàn)3方向是豎直向下的，故圖乙是正確的.綜合提升練習(xí)3.某實(shí)驗(yàn)小組用一只彈簧測力計(jì)和一個(gè)量角器等器材驗(yàn)證力的平行四邊形定則，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)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)主要實(shí)驗(yàn)步驟如下，完成填空.A.彈簧測力計(jì)掛在繩套1上，手豎直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的結(jié)點(diǎn)到達(dá)O處，記下彈簧測力計(jì)的示數(shù)F；B.彈簧測力計(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，記下彈簧測力計(jì)的示數(shù)F1；C.根據(jù)力的平行四邊形定則計(jì)算繩套1的拉力F1'＝______________；

D.比較，即可初步驗(yàn)證力的平行四邊形定則；E.只改變繩套2的方向，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟.(2)將繩套1由0°方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)到60°方向，同時(shí)繩套2由120°方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)到180°方向，此過程中保持橡皮筋的結(jié)點(diǎn)在O處不動(dòng)，保持繩套1和繩套2的夾角為120°不變.關(guān)于繩套1的拉力大小的變化，下列結(jié)論正確的是______(填選項(xiàng)前的序號(hào)).

A.逐漸增大 B.先增大后減小C.逐漸減小 D.先減小后增大【答案】(1)33FF1和F'1在誤差允許范圍內(nèi)是否相同(2)4.(2023年中山模擬)某實(shí)驗(yàn)小組要測量一鐵塊的重力.由于鐵塊的重力超過了刻度不清的彈簧秤量程，為不損壞彈簧秤，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)，可提供選擇器材有：一刻度不清的彈簧秤、細(xì)線、鐵塊、白紙、刻度尺、鉤碼、定滑輪.已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間、鉤碼質(zhì)量為m0.該小組利用上述實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：(1)用彈簧秤豎直掛著鉤碼，如圖甲所示，用刻度尺測出鉤碼靜止時(shí)彈簧秤中彈簧的伸長量，即指針移動(dòng)的長度x1，計(jì)算出彈簧的勁度系數(shù)k＝________(用m0、g、x1表示).

(2)用彈簧秤與細(xì)線互成角度吊起鐵塊，如圖乙所示，靜止時(shí)測出彈簧秤中彈簧的伸長量x2，可得此時(shí)彈簧秤的彈力FB＝kx2.(3)現(xiàn)已在圖丙中畫出細(xì)線OA、OB、OC的拉力方向及OB拉力的大小，并標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O.請(qǐng)你在圖丙中用作圖法畫出OA的拉力FA.(4)用刻度尺量出圖丙中FA和FB對(duì)應(yīng)線段的長度，則可得鐵塊的重力G.(5)多次實(shí)驗(yàn)，測出鐵塊的重力，需保