2019届高考物理一轮复习第二单元相互作用题组层级快练11实验：验证力的平行四边形定则新人教版.doc

1、【 精品教育资源文库 】 题组层级快练 (十一 ) 一、选择题 1.在 “ 验证力的平行四边形定则 ” 实验中 ， 需要将橡皮条的一端固定在水平木板上 ， 另一端系上两根细绳 ， 细绳的另一端打好 绳套，如图所示 实验中用两个弹簧秤分别勾住绳套 ， 并互成角度地拉橡皮条 ， 以下说法正确的是( ) A 两根细绳必须等长 B 橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上 C 在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤拉力方向与木板平面平行 ， 且弹簧秤中的弹簧不能与其外壳接触 D 同一次实验中 ， O 点位置允许变动 E 实验中 ， 先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程 ， 然后调节另一弹簧秤的 拉力的大小和

2、方向 ， 把橡皮条的结点拉到 O 点 答案 C 二、非选择题 2 (2017 江苏学业考试 )在 “ 力的合成的平行四边形定则 ” 实验中 ， 某同学将橡皮筋的一端固定于 P 点 ， 用一只弹簧测力计将橡皮筋的另一端拉到 O 点 ， 记下拉力 F 合 的大小和方向 (1)改用两只弹簧测力计拉伸橡皮筋 ， 记下两个分力 ， 如图 1 所示请指出图中两处操作错误 (2)纠正错误后 ， 记下两分力 F1、 F2的大小和方向如图 2 所示 ， 用力的图示法在纸上画出表示三个力的箭头 ， 以表示 F1和 F2的线段为邻边 作平行四边形，由图可得， F1和 F2的合力F _ N. (3)在题 2 图中 ，

3、 表示 F 合 的线段不在平行四边形的对角线上 ， 上述实验误差产生的原因可能有哪些？ (写出两个原因 ) 答案 (1)图中有两处操作错误： 橡皮筋的端点没有再次回到 O 点 拴在橡皮筋上的细绳套太短 【 精品教育资源文库 】 (2)4.5 (3)上述实验误差产生的原因可能有力的测量有误差；作图不准确；力的方向记录不准确；等等 解析 (1)图中有两处操作错误： 橡皮筋的端点没有再次回到 O 点 ， 这样两次力的作用效果不同 拴在橡皮筋上的细绳套太短 ， 确定拉力方向产生的误差 (2)由图可得 ， F1和 F2的合力为： F 4.51 N 4.5 N (3)上述实验误差产生的原因可能有力的测量

4、有误差；作图不准确；力的方向记录不准确等 3 某同学在做 “ 验证力的平行四边形定则 ” 的实验时 ， 利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置 O 点以及两只弹簧测力计拉力的大小和方向 ， 如图 (a)所示 (1)试在图 (a)中作出无实验误差情况下 F1和 F2的合力图示 ， 并用 F 表示此力 (2)有关此实验 ， 下列叙述正确的是 _ A 两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大 B 橡皮筋的拉力是合力 ， 两弹簧测力计的拉力是分力 C 两次拉橡皮筋时 ， 需将 橡皮筋结点拉到同一位置 O， 这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同 D 若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋

5、结点位置不变 ， 只需调整另一只弹簧测力计拉 力的大小即可 (3)如图 (b)所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果 ， 其中哪一个比较符合实验事实？ (力 F 是用一只弹簧测力计拉时的图示 )_ (4)在以上比较符合实验事实的一位同学中 ， 造成误差的主要原因是： (至少写出两种情况 )_ 答案 (1)见解析图 (2)AC (3)甲同学实验得到的结果 (4)见解析 解析 (1)以 F1、 F2为邻边作平行四边形 ， 其对角线 OF 即为所求的合力(如图所示 ) (2)两只弹簧测力计的拉力与橡皮筋的拉力的合力为零 ， 它们之间不是合力与分力的关系 ， B 项错误；结点位置不变 ， 合力不

6、变 ， 当一只弹簧【 精品教育资源文库 】 测力计的拉力大小改变时 ， 另一只弹簧测力计的拉力的大小和方向必须都改变 ， 故 D 项错误；正确的只有 A、 C 两项 (3)用平行四边形定则求出的合力可以与橡皮筋拉力的方 向有偏差 ，但用一 只弹簧测力计拉结点的拉力与橡皮筋拉力一定在同一直线上，故甲同学实验得到的结果符合实验事实 (4)F 1 的方向比真实方向偏左； F 2 的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左； 作图时两虚线没有分别与 F1线和 F2线平行 (任选其二 ) 4 某同学用如图所示的实验装置来验证 “ 力的平行四边形定则 ” 弹簧测力计 A 挂于固定点 P， 下端用细线挂一重物

7、 M.弹簧测力计 B 的一端用细线系于 O 点 ， 手持另一端向左拉 ， 使结点 O 静止在某位置分别读出弹簧测力计 A 和 B 的示 数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O 点的位置和拉线的方向 (1)本 实验用的弹簧测力计示数的单位为 N， 图中 A 的示数为 _ N. (2)下列不必要的实验要求是 _ (请填写选项前对应的字母 ) A 应测量重物 M 所受的重力 B 弹簧测力计应在使用前校零 C 拉线方向应与木板平面平行 D 改变拉力 ， 进行多次实验 ， 每次都要使 O 点静止在同一位置 (3)某次实验中 ， 该同学 发现弹簧测力计 A 的指针稍稍超出量程 ， 请您提出两个解决办法 答案

8、(1)3.6 (2)D (3) 改变弹簧测力计 B拉力的大小 减小重物 M的质量 (或将 A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计 B 拉力的方向等 ) 解析 (1)由图知弹簧测力计的分度值为 0.2 N， 按 “ 二分之一 ” 估读法可知小数点后保留一位 ， 故读得结果为 3.6 N. (2)本实验中是利用平衡条件确定两拉力的合力 与重物 M 所受重力等值反向 ， 故 A 是必要的因弹簧 测力计的零点误差影响到各拉力的测量值 ，且不能保证各拉力的真实值之比与测量值之比相等，故 B 也是必要的因只有拉线方向与木板平行时才能保证各力在竖直板上记录的方向与真实方向相同 ， 故 C 亦是必要的由

9、于本实验中只需测出两拉力的大小和方向以及重物的重力即可验证平行四边形定则 ， 而当测力计 A 的拉力 不同时 O 点的位置就不同 ，故不可能也无必要使 O 点静止在同一位置 ， 答案为 D 项 (3)见答案 【 精品教育资源文库 】 5 (2017 张家口模拟 )某实验小组用一只弹簧秤和一个量角器等器材验 证力的平行四边形定则，设计了如图所示的实验装置，固定在竖直木板上的量角器的直边水平，橡皮筋的一端固定于量角器的圆心 O 的正上方 A 处 ， 另一端系绳套 1 和绳套 2， 主要实验步骤如下： .弹簧秤挂在绳套 1 上竖直向下拉橡皮筋 ， 使橡皮筋的结点到达 O 点处 ， 记下弹簧秤的示数

10、 F； .弹簧秤挂在绳套 1 上 ， 手拉着绳套 2， 缓慢拉橡皮筋 ， 使橡皮筋的结点到达 O 处 ， 此时绳套 1 沿 0 方向 ， 绳套 2 沿 120 方向 ， 记下弹簧秤的示数 F1； .根据力的平行四边形定则计算绳套 1 的拉力 F 1 _ _； .比较 _ _即可初步验证； .只改变绳套 2 的方向 ， 重复上述试验步骤 回答下列问题： (1)完成实验步骤： _ ； _ ； (2)将绳套 1 由 0 方向缓慢转动到 60 方向 ， 同时绳套 2 由 120 方向缓慢转动到 180 方向 ， 此过程中保持橡皮筋的结点在 O 处不动 ， 保持绳套 1 和绳套 2 的夹角 120 不变

11、 ， 关于绳套 1 的拉力大小的变化 ， 下列结论正确的是 _(填选项前的序号 ) A 逐渐增大 B先增大后减小 C 逐渐减小 D先减小后增大 答案 (1) F3， F 1和 F1 (2)A 解析 (1)根据的平行四边形定则计算绳套 1 的拉 力 F 1 Ftan30 F3， 通过比较 F1和 F 1，在误差范围内相同 ， 则可初步验证 (2)两个绳套在转动 过程中 ，合力保持不变，根据平行四边形定则画出图像，如图所示： 根据图像可知 ， 绳套 1 的拉力大小逐渐增大 ， 故 A 项正确 【 精品教育资源文库 】 6 在探究力的平行四边形定则实 验时某兴趣小组用如图甲所示的两个力拉弹簧使之伸

12、长至某个位置 ， 并记录 ， 再换一根细线牵引弹簧 ， 使弹簧伸长到同一位置 (1)本实验采用的科学方法是 _ A 理想实验法 B等效替代法 C 控制变量法 D建立物理模型法 (2)某同学在坐标纸上画出了如图乙所示的两个已知力 F1和 F2， 图中小正方形的边长表示 2 N， 则两力的合力 F _ N， F1与 F 的夹角分别为 _ 答案 (1)B (2)12 45 解析 (1)合力与分力是等效替代的关系 ， 所以本实验采用的等效替代 法 ， 故 A、 C、 D 三项错误 ， B 项正确；故选 B 项 (2)根据平行四边形定则 ， 作出两个力 的合力如图所示 ，从图上可知，合力 F 12 N根

13、据几何关系知 F1与 F 的夹角分别为 1 45 . 7.某同学尝试用橡皮筋等器材验证力的平行四边形定则 ， 他找到两条相同的橡皮筋 (遵循胡克定律 )和若干小重物 ， 以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子 ， 设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端与细绳连接 ， 结点为 O， 细绳下挂一重物 ， 两橡皮筋的另一端也都连有细绳实验时 ， 先将一条橡皮筋的一端的细绳固定在墙 上的钉子 A 上 ，另一条橡皮筋任其下垂 ， 如图甲所示；再将另一条橡皮筋的另一端的细绳也固定在墙上的钉子 B 上 ， 如图乙所示 (1)为完成实验 ， 下述操作中必需的是 _ a 两橡皮筋的另一端连接的细绳 a、 b 长

14、度要相同 b 要测量橡皮筋的原长 c 要测量图甲和图乙中橡皮筋的长度 d 要记录图甲中结点 O 的位置及过结点 O 的竖直方向 e 要记录图乙中结点 O 的位置及过结点 O 的竖直方向 【 精品教育资源文库 】 (2)对该实验 “ 两条相同的橡皮筋 ” 的要求的理解正确的为 _ a 橡皮筋的材料和原长相同即可 b 橡皮筋的材料和粗细相同即可 c 橡皮筋的材料、原长和粗细 均要相同 答案 (1)bce (2)c 解析 (1)首先应明白该实验的实验原理 ， 即用橡皮筋的伸长量来表示弹力的大小 ， 所以实验中一定要测橡皮筋的长度 ， 而没必要关心细绳 a、 b 的长度 ， b 和 c 项是需要的 ， 为了确保力的合成的等效性 ， 悬挂重物后结点 O 的位置