微练90 实验：验证力的平行四边形定则-【高考领航】2025年高考物理一轮复习微专题速练

微练90　实验：验证力的平行四边形定则 1．(1)在“互成角度的两个力的合成”实验中，需要两次拉伸橡皮条：一次是通过细绳用两个弹簧秤互成角度的拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条，在这两次拉伸中________； A．只要求将橡皮条拉到相同的长度 B．要求将橡皮条沿相同的方向拉到相同的长度 C．将弹簧秤拉到相同的刻度 D．若橡皮条的拉力是合力，则两弹簧秤的拉力是分力 (2)在“互成角度的两个力的合成”实验中，某同学的实验结果如图所示，其中O为橡皮条与细绳结点的位置。图中________是力F1与F2的合力的理论值；________是力F1和F2的合力的实验值。 2．用如图甲所示的装置做“验证力的平行四边形定则”实验，弹簧测力计B挂于竖直木板上的固定点C，下端用细线挂一重物M，手持弹簧测力计A拉结点O，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点的位置和拉力的方向。 　　　　甲　　　　　　　乙 (1)图乙是测量时某弹簧测力计的示数，其示数为________； (2)该同学改变两弹簧测力计的夹角做第二次实验时，结点O的位置发生了变化，与第一次相比两弹簧测力计拉力的合力将________(填“不变”或“改变”)。 3．某同学用如图所示的装置，探究共点力合成的规律。ABCD为竖直平板，E、F两处固定了摩擦不计的轻质滑轮，滑轮的轴保持水平，所用绳子的质量可不计。第一次实验，当装置平衡时，记下绳子的结点O和三段绳子拉力的________和对应钩码的数目，数据如图所示，如果“力的平行四边形定则”成立，则＝________；第二次实验，仅把右侧滑轮F的位置移动到图中的G点，待稳定后，∠EOF将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。 4．做验证力的平行四边形定则实验，在圆形透明桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮，如图所示，其中滑轮P1固定在桌子边，滑轮P2、P3可沿桌边移动，第一次实验中，步骤如下： A．在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，并使结点O静止； B．在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向，以O点为起点，作出三个拉力的图示； C．以绕过P2、P3的绳的两个拉力为邻边作平行四边形，作出以O点为起点的平行四边形的对角线，量出对角线的长度； D．检验对角线的长度和绕过P1绳拉力的图示的长度是否一样，方向是否在一条直线上。 (1)这次实验中，若一根绳挂的钩码质量为m，另一根绳挂的钩码质量为2m，则第三根绳挂的钩码质量M大小的范围是________________(用含M、m的不等式表示)； (2)第二次实验时，改变滑轮P2、P3的位置和相应绳上钩码的数量，使结点平衡，绳的结点______________(选填“必须”或“不必”)与第一次实验中白纸上描下的O点重合； (3)实验中，若桌面不水平________(选填“会”或“不会”)影响实验的结论。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 微练90　实验：验证力的平行四边形定则 1．解析：(1)本实验的目的是验证平行四边形定则，即研究合力与分力的关系，根据合力与分力的作用效果相同，所以实验中橡皮条两次沿相同方向拉伸的长度相同，不需要将弹簧秤拉到相同的刻度，故AC错误，B正确；两个弹簧秤的拉力的合力与橡皮条拉力等大反向，橡皮条的拉力和两弹簧秤对橡皮条的拉力不是合力与分力的关系，合力与分力不能同时存在，故D错误。 (2)F是以 F1与F2为邻边作出的平行四边形的对角线，故为F1与F2的合力的理论值，而F′是一个弹簧秤拉橡皮条时所测得的数值，故为合力的实验值。 答案：(1)B　(2)F　F′ 2．解析：(1)根据乙图可读出测力计的示数为3.80 N。 (2)第二次实验时重物质量没有改变，结点位置变化，两弹簧测力计拉力的合力不变，仍等于重物重力的大小。 答案：(1)3.80 N　(2)不变 3．解析：验证力的平行四边形定则的实验中需要根据力的大小和方向作平行四边形，因此该实验中需要记录的是力的大小和方向；结点O处于平衡状态，水平方向3mg cos α＋4mg cos β，竖直方向3mg sin α＋4mg sin β＝5mg，可解得＝，三力平衡，两个力的合力和第三个力等大反向，因为钩码的个数不变，即三个力的大小不变，O点所受竖直方向的拉力大小不变(5mg)，所以OE、OF两段绳子拉力的合力大小和方向都不变，根据平行四边形定则可知，两个力的大小不变，其合力大小和方向不变，则这两个力的方向也不变，即这两个力的夹角∠EOF不变。 答案：方向　　不变 4．解析：(1)若一根绳挂的钩码质量为m，另一根绳挂的钩码质量为2m，则两绳子的拉力分别为mg、2mg，两绳子的拉力的合力F的范围是2mg－mg≤F≤mg＋2mg，即mg≤F≤3mg，三力的合力为零，则第三根绳挂的钩码质量在m～3m之间，即第三根绳挂的钩码质量m<M<3m。 (2)本实验不是先用一根绳拉结点，然后用两根绳去拉结点，使一根绳拉的作用效果与两根绳拉的作用效果相同，而是三根绳都直接拉O点，所以O点的位置可以改变。 (3)若桌面不水平，绳子的拉力仍等于下挂砝码的重力，不会影响实验的结论。 答案：(1)m<M<3m　(2)不必　(3)不会 学科网（北京）股份有限公司 $$