第二章 微专题14 实验：验证力的平行四边形定则-【高考领航】2022高考物理一轮复习微专题速练

微专题14　实验：验证力的平行四边形定则 专题概述 1.实验操作牢记“一注意”和“两记录” (1)注意两次结点O的位置必须相同． (2)两个弹簧测力计拉橡皮条时，记录两弹簧测力计示数、两绳方向和结点O的位置． (3)一个弹簧测力计拉橡皮条时，记录弹簧测力计示数和细绳方向． 2．数据处理——作图法 在“探究求合力的方法”实验中，由作图法得到的合力F与实际测量得到的合力F′不可能完全重合，只要在实验误差允许的范围内，可以认为合力F与合力F′重合即可验证平行四边形定则，如图所示． 1．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学进行实验的主要步骤是： a．如图甲所示，将橡皮筋的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计； b．沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置标记为O点，读取此时弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力F1、F2的大小．用笔在两绳的拉力方向上分别标记a、b两点，并分别将其与O点连接，表示两力的方向； c．再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向； (1)实验中确定分力方向时，图甲中的b点标记得不妥，其原因是__________________； (2)用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，这样做的目的是______________________； (3)图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示，其中______是F1和F2合力的实际测量值． 2．某实验小组在做验证力的平行四边形定则实验时，选用如下器材：钉有白纸的方木板、细绳及绳套、一根橡皮筋、直尺、两个弹簧测力计． (1)下列实验要求中，不正确的是________． A．弹簧测力计使用前要校零 B．拉细线方向应与木板板面平行 C．用一个力拉橡皮筋与用两个力拉橡皮筋时，只需将橡皮筋拉到同一长度 (2)某同学将两个弹簧挂钩互挂对拉时，发现测力计示数不相同，在没有其他弹簧测力计可选的情況下，如果使用了其中一个示数偏大的测力计完成实验，对本实验是否有影响________(填“有”“无”)． 3．某同学在家中找到两根一样的轻弹簧P和Q、装有水总质量m＝1 kg的矿泉水瓶、刻度尺、量角器和细绳等器材，设计如下实验验证力的平行四边形定则，同时测出弹簧的劲度系数k.其操作如下： a．将弹簧P上端固定，让其自然下垂，用刻度尺测出此时弹簧P的长度L0＝12.50 cm； b．将矿泉水瓶通过细绳连接在弹簧P下端，待矿泉水瓶静止后用刻度尺测出此时弹簧P的长度L1，如图甲所示，则L1＝17.50 cm； c．在细绳和弹簧Q的挂钩上涂抹少许润滑油，将细绳搭在挂钩上，缓慢的拉起弹簧Q，使弹簧P偏离竖直方向夹角为60°，测出弹簧Q的长度为L2及其轴线与竖直方向夹角为θ，如图乙所示； (1)取重力加速度g＝10 m/s2，则弹簧P的劲度系数k＝________； (2)若要验证力的平行四边形定则，L2和θ需满足的条件是L2＝________cm，θ＝________. 4．在水平放置的木板上做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验． (1)(多选)下列说法中正确的有________． A．弹簧测力计可直接拉橡皮筋 B．在使用过程中，弹簧测力计必须与木板(白纸)平行 C．用两个力F1、F2拉橡皮筋时，F1、F2的夹角应尽可能大 D．用两个力F1、F2拉橡皮筋和用一个力F拉橡皮筋的两种情况中，橡皮筋的结点位置一定要相同 (2)图甲为用一个力F拉橡皮筋时的情景，图甲中弹簧测力计的读数为________N. (3)用两个力F1、F2拉橡皮筋时，F1、F2的图示及以它们为邻边的平行四边形如图乙所示，图乙中坐标纸每个小方格的边长代表0.50 N，其中的P点为第(2)问中用一个力F拉橡皮筋时在细线下方描出的点，请在图中做出力F的图示． 5．某学生实验小组设计了一个“验证力的平行四边形定则”的实验，装置如图甲所示，在竖直放置的木板上部附近两侧，固定两个力传感器，同一高度放置两个可以移动的定滑轮，两根细绳跨过定滑轮分别与两力传感器连接，在两细绳连接的结点O下方悬挂钩码，力传感器1、2的示数分别为F1、F2，调节两个定滑轮的位置可以改变两细绳间的夹角．实验中使用若干相同的钩码，每个钩码质量均为100 g，取g＝9.8 m/s2. (1)(多选)关于实验，下列说法正确的是________． A．实验开始前，需要调节木板使其位于竖直平面内 B．每次实验都必须保证结点位于O点 C．实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向 D．实验时还需要用一个力传感器单独测量悬挂于O点钩码的总重力 (2)根据某次实验得到的数据，该同学已经按照力的图示的要求画出了F1、F2，请你作图得到F1、F2的合力F(只作图，