2021届高考物理三轮冲刺专题突破训练：验证平行四边形定则 （解析版）

验证平行四边形定则 1．某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则，实验步骤： ①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向。 ②如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)。每次将弹簧秤示数改变0.50 N，测出所对应的l，部分数据如下表所示： ③找出②中F＝2.50 N时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、O′，橡皮筋的拉力记为FO O′。 ④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示。用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为FOA，OB段的拉力记为FOB。 完成下列作图和填空： (1)利用表中数据在图中画出F­l图线，根据图线求得l0＝________cm。 (2)测得OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则FOA的大小为__________N。 (3)根据给出的标度，在图中作出FOA和FOB的合力F′的图示。 (4)通过比较F′与________的大小和方向，即可得出实验结论。 2．在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条。 (1)同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是________(填字母代号)。 A．两根细绳必须等长 B．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行 C．用两个弹簧测力计同时拉细绳时，两弹簧测力计示数适当大一些 D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些 (2)当橡皮条的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图所示。这时弹簧测力计a、b的读数分别为________N和________N。 (3)在给出的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力，并利用作图法求出合力大小为________N。 3.某实验小组用一个弹簧测力计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，橡皮筋的一端固定在量角器的圆心O的正上方A处，另一端系上绳套1和绳套2。主要实验步骤如下： Ⅰ.弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋与绳套的结点到达O处，记下弹簧测力计的示数F； Ⅱ.弹簧测力计挂在绳套1上，沿水平方向缓慢拉橡皮筋，同时用手拉着绳套2沿120°方向缓慢拉橡皮筋。使橡皮筋与绳套的结点到达O处，记下弹簧测力计的示数F1； Ⅲ.根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力大小F1′＝____①____； Ⅳ.比较____②____，若在误差允许的范围内相同，即可初步验证力的平行四边形定则； Ⅴ.只改变绳套2的方向，重复上述实验步骤。 回答下列问题： (1)完成实验步骤：①________；②________。 (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与绳套的结点在O处不动，保持绳套1和绳套2的夹角120°不变。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 4.某同学找到一条遵循胡克定律的橡皮筋并利用如下实验器材验证平行四边形定则：刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子、质量不同的小重物若干、木板。实验方案如下： ①将橡皮筋的两端分别与两条细绳相连，测出橡皮筋的原长； ②将橡皮筋一端细绳用钉子固定在竖直木板上的A点，在橡皮筋的中点O用细绳系住重物，使重物自然下垂，如图甲所示； ③将橡皮筋的另一端细绳固定在竖直木板上的B点，如图乙所示。 (1)为完成本实验，下列还必须测量的物理量为________。(填选项前字母) A．小重物的质量 B．细绳的长度 C．图甲中OA段橡皮筋的长度 D．图乙中OA和OB段橡皮筋的长度 (2)在完成本实验的过程中，必须注意的事项是________。(填选项前字母) A．橡皮筋两端连接的细绳长度必须相同 B．图乙中A、B两点必须等高 C．图乙中连接小重物的细绳必须在OA、OB夹角的角平分线上 D．记录图甲中O点的位置和OA的方向 E．记录图乙中O点的位置和OA、OB的方向 (3)若钉子位置固定，利用现有器材改变实验效果，可采用的方法是________。 5.如图所示，某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解。A、B为两个相同的双向力传感器，该类型传