《高考備考指南 理科綜合 物理》課件-實(shí)驗(yàn)3

第二章實(shí)驗(yàn)三1．(2016年浙江卷)某同學(xué)在“探究彈簧和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得圖中彈簧OC的勁度系數(shù)為500N/m.如圖甲所示，用彈簧OC和彈簧秤a、b做“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)．在保持彈簧伸長(zhǎng)1.00cm(1)若彈簧秤a、b間夾角為90°，彈簧秤a的讀數(shù)是______N(圖乙中所示)，則彈簧秤b的讀數(shù)可能為______N.(2)若彈簧秤a、b間夾角大于90°，保持彈簧秤a與彈簧OC的夾角不變，減小彈簧秤b與彈簧OC的夾角，則彈簧秤a的讀數(shù)________、彈簧秤b的讀數(shù)________(填“變大”“變小”或“不變”)．【答案】(1)3.004.00(2)變大變大【解析】(1)根據(jù)胡克定律可知，F(xiàn)＝kx＝500×0.01N＝5N，根據(jù)彈簧秤的讀數(shù)方法可知，a的讀數(shù)為3.00N，兩彈簧秤夾角為90°，則可知，b的讀數(shù)為F＝eq\r(52－32)N＝4.00N.(2)若彈簧秤a、b間夾角大于90°，保持彈簧秤a與彈簧OC的夾角不變，減小彈簧秤b與彈簧OC的夾角，如圖所示；則可知兩彈簧秤的示數(shù)均變大．2．在“探究共點(diǎn)力合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)經(jīng)歷了以下實(shí)驗(yàn)步驟：A．在白紙上按比例作出兩個(gè)力F1和F2的圖示，根據(jù)平行四邊形定則作圖求出合力F；B．只用一個(gè)測(cè)力計(jì)，通過細(xì)繩把橡皮筋拉同樣長(zhǎng)度；C．記下兩個(gè)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1和F2，并且記錄它們的方向；D．在水平放置的木板上，墊一張白紙，把橡皮筋的一端固定在板上P點(diǎn)，用兩條細(xì)繩連接在橡皮筋的另一端，通過細(xì)繩同時(shí)用兩個(gè)測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋與細(xì)繩的連接點(diǎn)到達(dá)某一位置O，并記下此位置，如下圖所示；E．記下測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F′和細(xì)繩方向，按同一比例作出這個(gè)力的圖示，比較這個(gè)實(shí)測(cè)合力F′和按平行四邊形定則求出的合力F，看它們的大小和方向是否相近；F．用刻度尺測(cè)量出P、O之間的距離并記錄；G．改變兩測(cè)力計(jì)拉力的大小和方向，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論．(1)上述實(shí)驗(yàn)步驟有明顯的錯(cuò)誤，這個(gè)步驟是______(填選項(xiàng)前的字母)；正確的操作應(yīng)為________．(2)上述實(shí)驗(yàn)步驟中有一步驟是多余的，這個(gè)步驟是________(填選項(xiàng)前的字母)；(3)將以上實(shí)驗(yàn)步驟按正確順序排列，應(yīng)為________(填選項(xiàng)前的字母)．【答案】(1)B只用一個(gè)測(cè)力計(jì)，通過細(xì)繩把橡皮筋拉到O點(diǎn)(2)F(3)DCABEG【解析】(1)B中只是說“通過細(xì)繩把橡皮筋拉同樣長(zhǎng)度”，并沒有強(qiáng)調(diào)沿PO方向．(2)本實(shí)驗(yàn)中只需要保證彈簧秤兩次作用的效果相同即可，沒有必要記錄橡皮筋被拉伸的實(shí)際長(zhǎng)度，故多余的步驟是F.(3)根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理可知，題述實(shí)驗(yàn)步驟合理的順序是DCABEG.3．用等效代替法驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)情況如下圖甲所示，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，圖乙是白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖．(1)本實(shí)驗(yàn)中“等效代替”的含義是________．A．橡皮筋可以用細(xì)繩替代B．左側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果可以替代右側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果C．右側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果可以替代左側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果D．兩彈簧測(cè)力計(jì)共同作用的效果可以用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果替代(2)圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿著AO方向的是________，圖中________是F1、F2合力的理論值，______是合力的實(shí)驗(yàn)值．(3)完成該實(shí)驗(yàn)的下列措施中，能夠減小實(shí)驗(yàn)誤差的是________．A．拉橡皮筋的繩細(xì)一些且長(zhǎng)一些B．拉橡皮筋時(shí)，彈簧秤、橡皮筋、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板面平行C．拉橡皮筋的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些D．使拉力F1和F2的夾角很小【答案】(1)D(2)F′FF′(3)ABC【解析】(1)驗(yàn)證平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)中，第一次同時(shí)用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)作用在橡皮筋上，將橡皮筋與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)拉到一個(gè)合適的位置，第二次只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)作用在橡皮筋上，使橡皮筋與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)到達(dá)同樣的位置，可見兩次彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)橡皮筋產(chǎn)生的作用效果相同，可以等效替代，故選D．(2)根據(jù)第(1)問的分析可知，力F′一定沿AO方向；據(jù)平行四邊形定則合成出來的力F是合力的理論值，而力F′則是合力的實(shí)驗(yàn)值．(3)細(xì)繩越細(xì)，重力等因素的影響越小，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)越準(zhǔn)確；細(xì)繩越長(zhǎng)，則確定彈簧拉力的方向就越準(zhǔn)確；拉橡皮筋時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)、橡皮筋、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板面平行，可以避免彈簧測(cè)力計(jì)中的金屬桿與測(cè)力計(jì)外殼之間的摩擦；拉橡皮筋的細(xì)繩長(zhǎng)些，在標(biāo)記同一細(xì)繩方向時(shí)兩點(diǎn)就可以畫得適當(dāng)遠(yuǎn)一些，這樣作圖造成的誤差就?。焕1和F2的夾角很小時(shí)，作圖造成的誤差會(huì)較大．綜上所述，選A、B、C．4．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(cè)量其勁度系數(shù)，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：彈力F/N0.501.001.502.002.503.003.50伸長(zhǎng)量x/10－20.741.802.803.724.605.586.42根據(jù)表中數(shù)據(jù)在下圖中作出F－x圖像并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上圖所示，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)?jiān)谙铝刑摼€框中畫出這兩個(gè)共點(diǎn)力的合力F合；(3)由圖得到F合＝________N.【答案】(1)見解析圖53(說明：±2范圍內(nèi)都可)(2)2.10(說明：有效數(shù)字位數(shù)正確，±0.02范圍內(nèi)都可)見解析圖(3)3.3(說明：±0.02范圍內(nèi)都可)【解析】(1)以水平方向?yàn)閤軸，豎直方向?yàn)镕軸，建立直角坐標(biāo)系，然后描點(diǎn)，選盡可能多的點(diǎn)連成一條線，其圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)k，在直線上任取一點(diǎn)，如(6×10－2,3.2)，則k＝eq\f(3.2,6×10－2)N/m≈53N/m.(2)由題圖可得彈簧秤的讀數(shù)為2.10N，選好標(biāo)度，合力的圖示如圖所示．(3)經(jīng)測(cè)量，合力F合＝3.3N.5．(2017屆諸暨市校級(jí)模擬)下面是關(guān)于“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)．(1)某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作主要步驟如下：A．在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上；B．用圖釘把橡皮筋的一端固定在板上的A點(diǎn)，在橡皮筋的另一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另外一端系著繩套；C．用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O，記錄下O點(diǎn)的位置，讀出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；D．按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)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(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過繩套拉橡皮筋使其伸長(zhǎng)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按照同一標(biāo)度作出這個(gè)力F′的圖示；F．比較力F′和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論．上述步驟中，有重要遺漏的步驟的序號(hào)是______．(2)如圖所示為利用實(shí)驗(yàn)記錄的結(jié)果作出的圖，則圖中的__________是F1和F2的合力理論值，____是力F1和F2的等效合力的實(shí)際測(cè)量值．(3)如果某同學(xué)實(shí)驗(yàn)中測(cè)出F1＞F2的同時(shí)，還用量角器測(cè)量出F1和F2的夾角為75°，然后做出如下的幾個(gè)推斷，其中正確的是__________．A．將F1轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，可以使合力F的方向不變B．將F2轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，可以使合力F的方向不變C．保持F1的大小和方向不變，將F2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)30°，可以使合力F的大小和方向都不變D．只有保持F1和F2的大小不變，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，才可能使合力F的大小和方向都不變【答案】(1)CE(2)FF′(3)AB6．(2017屆佛山校級(jí)三模)某實(shí)驗(yàn)小組用一只彈簧秤和一個(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.主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．彈簧秤掛在繩套1上豎直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的結(jié)點(diǎn)到達(dá)O處，記下彈簧秤的示數(shù)F；B．彈簧秤掛在繩套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，記下彈簧秤的示數(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′＝__①__；D．比較__②__，即可初步驗(yàn)證；E．只改變繩套2的方向，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟．回答下列問題：(1)完成實(shí)驗(yàn)步驟：①____________________________；②____________________________；(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