第2章 实验3 验证力的平行四边形定则-【直击双1流】2023版高考物理真题分类全刷

实验 3　 验证力的平行四边形定则 1. [2018天津卷,9(2),10分,★★] 某研究小 组的同学做“验证力的平行四边形定则” 实 验,所用器材有方木板一块,白纸,量程为 0 ~ 5 N 的弹簧测力计两个,橡皮条(带两个 较长的细绳套),刻度尺,图钉(若干个)。 (1) 操作前,同学们提出了如下关于实验操 作的建议,其中正确的有 。 A. 橡皮条应和两绳套夹角的角平分线 在一条直线上 B. 重复实验再次进行验证时,结点O的 位置可以与前一次不同 C. 使用弹簧测力计时,施力方向应沿 弹簧测力计轴线方向;读数时视线 应正对弹簧测力计刻度 D. 用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮 条时的拉力必须都小于只用一个弹 簧测力计时的拉力 (2) 该小组的同学用同一套器材做了四次 实验,白纸上留下的标注信息有结点位 置 O,力的标度、分力和合力的大小及 表示力的作用线的点,如图所示。 其中 对 于 提 高 实 验 精 度 最 有 利 的 是 。 A B C D 2. (2017 课标 Ⅲ,22,6 分,★★) 某探究小组 做“验证力的平行四边形定则” 的实验,将 画有坐标轴(横轴为 x 轴,纵轴为 y 轴,最小 刻度表示 1 mm) 的纸贴在水平桌面上,如 图甲所示。 将橡皮筋的一端 Q 固定在 y 轴 上的B点(位于图示部分之外),另一端P位 于 y 轴上的 A 点时,橡皮筋处于原长。 (1) 用一只弹簧测力计将橡皮筋的 P端沿 y 轴从 A 点拉至坐标原点 O,此时拉力 F 的大小可由弹簧测力计读出。 弹簧测 力计的示数如图乙所示,F 的大小为 N。 (2) 撤去(1) 中的拉力,橡皮筋 P 端回到 A 点;现使用两个弹簧测力计同时拉橡皮 筋,再次将 P端拉至 O点。 此时观察到 两个拉力分别沿图甲中两条虚线所示 的方向,由弹簧测力计的示数读出两个 拉力的大小分别为 F1 = 4. 2 N 和 F2 = 5. 6 N。 ① 用 5 mm 长度的线段表示 1 N 的力, 以 O 为作用点,在图甲中画出力 F1、F2 的图示,然后按平行四边形定则画出它 们的合力 F合。 ②F合 的大小为 N,F合 与拉 力 F 的夹角的正切值为 。 若 F合 与拉力F的大小及方向的偏差均 在实验所允许的误差范围之内,则该实 验验证了力的平行四边形定则。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 22 3. (2016 浙江卷,21,10 分,★★) 某同学在 “探究弹力和弹簧伸长的关系” 的实验中, 测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N / m。 如图甲所示, 用弹簧 OC 和弹簧秤 a、b 做 “探究求合力的方法” 实验。 在保持弹簧伸 长 1. 00 cm 不变的条件下。 (1) 若弹簧秤 a、b 间夹角为 90°,弹簧秤 a 的读数是 N(图乙中所示),则 弹簧秤 b 的读数可能为 N。 (2) 若弹簧秤 a、b 间夹角大于 90°,保持弹 簧秤 a 与弹簧 OC 的夹角不变,减小弹 簧秤 b 与弹簧 OC 的夹角,则弹簧秤 a 的读数 、 弹簧秤 b 的读数 。 ( 填 “ 变大”“ 变小” 或 “不变”) 4. (2015 安徽卷,21Ⅰ,6 分,★★) 在“验证力 的平行四边形定则” 实验中,某同学用图钉 把白纸固定在水平放置的木板上,将橡皮条 的一端固定在板上一点,两个细绳套系在橡 皮条的另一端。 用两个弹簧测力计分别拉 住两个细绳套,互成角度地施加拉力,使橡 皮条伸长,结点到达纸面上某一位置,如图 所示。 请将以下的实验操作和处理补充 完整。 (1) 用铅笔描下结点位置,记为 O; (2) 记录两个弹簧测力计的示数 F1 和 F2, 沿每条细绳(套) 的方向用铅笔分别描 出几个点, 用刻度尺把相应的点连 成线; (3) 只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡 皮条的结点仍拉到位置 O,记录弹簧测 力计的示数 F3, ; (4) 按照力的图示要求, 作出拉力 F1、 F2、F3; (5) 根据力的平行四边形定则作出 F1 和 F2 的合力 F; (6) 比较 的一致程度,若有较大 差异,对其原因进行分析,并做出相应 的改进后再次进行实