实验探究：验证力的平行四边形定则-2021-2022学年高一物理课后培优练（2020沪科版必修第一册）

实验探究：验证力的平行四边形定则（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、实验题 1．“验证力的平行四边形定则”的实验装置如图所示： (1)实验中两细绳OB与OC________（选填“A”或“B”）相互垂直。 A．一定　　　　B．不一定 (2)实验中采用的科学方法是________（选填“A”或“B”）。 A．等效替代法　　B．控制变量法 【答案】B A 【详解】 (1)[1] 实验中两细绳OB与OC之间的夹角要适当，不一定垂直。 故选B。 (2)[2] 实验中采用的科学方法是等效替代法。 故选A。 2．某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。 （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）下列方法中，有助于减小实验误差的是_____________。 A．尽可能使两分力的夹角大些 B．尽可能使两分力大小相差的大些 C．尽可能使两分力与纸面平行 D．尽可能使橡皮条长些 【答案】B C 【详解】 (1)[1]本实验采用的是等效替代法。故选B。 (2)[2]A．分力夹角过大时，合力会很小，测量合力的误差就会较大，A错误； B．在数据处理时，需要画出力的大小和方向，所以力要适当大一点，可以减小误差，而不是尽可能使两分力大小相差的大些，B错误； C．作图时，我们是在白纸中做出水平力的图示，为了减小因摩擦造成的误差，应该尽可能使两分力与纸面平行，C正确； D．为了更加准确记录力的方向，拉橡皮条的细绳要长些，不是尽可能使橡皮条长些，D错误。 故选C。 3．在“探究求合力的方法”的实验中，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）实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列说法是正确的是______； A．将橡皮条拉伸相同长度即可 B．将橡皮条沿相同方向拉即可 C．将弹簧测力计都拉伸到相同刻度 D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置 （2）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______； A．两细绳必须等长 B．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行 C．用两弹簧测力计同时拉细绳时，两弹簧测力计示数之差应尽可能大 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 （3）甲、乙两位同学在实验中得到如图所示的实验结果，若F表示用平行四边形定则得到的、的合力表示和的等效力，则可以判断______填“甲”或“乙”同学的实验结果是符合事实的； （4）由于实验室器材不足，小黄做实验时，只拿到了一个示数准确的弹簧测力计。小黄很想做实验，于是他在实验室的角落中，找到了另一个弹簧测力计，但不知示数是否准确。请你帮助小黄，设计一个尽可能简单、方便的实验，验证新找到的弹簧测力计是否准确。你可以使用实验室中的常见器材。请简要地写出实验思路：______。 【答案】D BD 甲 由牛顿第三律，将两弹簧测力计挂钩相钩，并沿同一直线朝两端拉，若两弹簧测力计的示数相同，则说明弹簧测力计示数准确 【详解】 （1）[1]实验时必须要将橡皮条和绳的结点拉到相同位置，即弹力的大小和方向都要相同，以保证等效性，故选D。 （2）[2]A.两细绳长度尽量长些，但是不一定必须等长，选项A错误； B.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，选项B正确； C.用两弹簧测力计同时拉细绳时，两弹簧测力计示数大小适当，对示数之差无要求，选项C错误； 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，以减小在记录力的方向时产生的误差，选项D正确； 故选BD。 （3）[3]因为表示和的等效力，则其方向应该沿着橡皮条的方向，则图甲是正确的。 （4）[4]根据牛顿第三律，若将两弹簧测力计挂钩相钩，并沿同一直线朝两端拉，若两弹簧测力计的示数相同，则说明弹簧测力计示数准确。 4．甲同学尝试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c，下端用细线挂一重物Q。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）图中弹簧测力计a的示数为________N。