第2章 实验3　验证力的平行四边形定则-2022高考物理【创新思维】一轮总复习课时作业（人教版）

实验三　验证力的平行四边形定则 1．(2019·重庆巴蜀中学模拟)用如图的实验装置来验证力的平行四边形定则，带有滑轮的方木板竖直放置，为了便于调节绳子拉力的方向，滑轮可以安放在木板的多个位置。实验步骤如下： (1)三段绳子各悬挂一定数目的等质量的钩码，调整滑轮在木板上的位置，使系统静止不动。 (2)调节滑轮的位置，使得圆心位于绳子的结点O处，记录三段绳子所挂钩码个数以及三段绳子的 。 (3)根据记录数据做力的图示FA、FB、FC。 (4)以FA、FB为邻边，画出平行四边形，如果 与平行四边形的对角线近似共线等长，则在实验误差允许的范围内，验证了力的平行四边形定则。 (5)改变每段绳子上挂的钩码个数和滑轮位置，重新实验。 (6)你认为本实验中有没有必要测钩码的重力？答 (选填“有”或“没有”)。 解析：(2)由于力是矢量，所以一定需要记录三段绳子所挂钩码个数以及三段绳子的方向。 (4)以FA、FB为邻边，画出平行四边形，如果FA、FB所夹的对角线与FC近似共线等长，说明FA、FB的合力与FC相等，验证了平行四边形定则。 (6)实验中钩码都是相同的，一个钩码受到的重力为一个单位力，只要计钩码的个数即可，故不需要测量钩码的重力。 答案：(2)方向　(4)FC　(6)没有 2．(2021·黑龙江牡丹江模拟)在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学按照如下步骤进行操作： a．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上； b．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端系上两条细绳形成结点，细绳的另一端系着绳套； c．如图甲所示，用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使结点到达某一位置O，记录结点位置和两个弹簧测力计的示数、两根细绳的方向； d．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边作平行四边形，画出它们所夹的对角线； e．只用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条，把橡皮条的结点拉到同一位置O，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，并按同一标度作出这个力F的图示； f．比较F和F′的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。 (1)本实验中步骤c和e两次拉橡皮条的过程，主要体现了下列哪种科学方法 。 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)下列操作有利于减小实验误差的是 (填字母代号)。 A．实验前将两弹簧测力计调零后水平互钩对拉，选择两个读数相同的测力计 B．拴在橡皮条上的两条细绳必须等长，并且要尽量长一些 C．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行 D．用两个弹簧测力计同时拉橡皮条时，两个弹簧测力计的示数之差应尽可能大 E．在记录力的方向时，标记同一细绳方向的两点要远些 (3)图乙是该同学在白纸上根据实验数据用同一标度画出的图示，如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是 。 解析：(1)本实验中步骤c和e两次拉橡皮条的过程，都是把橡皮条的结点拉到同一位置，即两次效果相同，则体现的科学方法是等效替代法，故选B。 (2)实验前将两弹簧测力计调零后水平互钩对拉，选择两个读数相同的测力计，可减小实验误差，选项A正确；拴在橡皮条上的两条细绳不一定必须等长，但是尽量长一些较好，有利于减小在确定力的方向时的误差，选项B错误；弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，选项C正确；用两个弹簧测力计同时拉橡皮条时，两个弹簧测力计的示数之差没必要尽可能大，选项D错误；在记录力的方向时，标记同一细绳方向的两点要远些，有利于减小在确定力的方向时的误差，选项E正确。 (3)F是通过作图的方法得到合力的理论值，而F′是通过一个弹簧测力计沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧测力计的拉力与两个弹簧测力计的拉力效果相同，测量出的合力。故方向一定沿AO方向的是F′，由于误差的存在F和F′方向并不重合。 答案：(1)B　(2)ACE　(3)F′ 3．某研究小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，所用器材有：方木板一块，白纸，量程为5 N的弹簧测力计两个，橡皮条(带两个较长的细绳套)，小圆环，刻度尺，三角板，图钉(若干个)。 主要实验步骤如下： 甲：将轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定； 乙：用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环运动至O点，记下两个弹簧测力计的示数F1和F2及两细绳套的方向； 丙：改用一个弹簧测力计将小圆环拉到O点，记下弹簧测力计的示数F及细绳套的方向； 丁：在白纸上作出力F、F1和F2的图示，猜想三者的关系，并加以验证。 (1)乙、丙步骤