实验9 探究两个互成角度的力的合成规律

实验9 探究两个互成角度的力的合成规律 1．在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，将橡皮条的一端固定在竖直放置的木板上，另一端系上两根细绳套OA、OB，O为两细绳与橡皮条的结点，细绳OA跨过C点处钉在木板上的光滑的钉子，下端挂重力已知的钩码，细绳OB用一个弹簧测力计钩住，如图所示，可以通过改变钩码的个数和弹簧测力计的拉力调整橡皮条与两细绳的结点O的位置。 (1)关于实验中必须注意的以下几项，其中正确的是______。 A．只用弹簧测力计通过细绳拉橡皮条时结点O达到的位置，应与钩码、弹簧测力计同时拉时相同 B．在拉动弹簧测力计时弹簧不可与外壳相碰或摩擦 C．两个分力、间的夹角不宜过大，也不宜过小，两个分力、的大小越大越好 D．拉橡皮条的细绳要适当长些，视线通过细绳垂直于纸面，在绳下的纸上用笔画出两个点的位置并使这两个点的距离适当远些 (2)图中OC与橡皮条延长线的夹角为，细绳OB与橡皮条延长线的夹角为，，下列操作正确的是______。 A．减少钩码个数后，为使结点位置不变，应减小，同时增大弹簧测力计的拉力 B．减少钩码个数后，为使结点位置不变，应增大，同时增大弹簧测力计的拉力 C．保持钩码个数不变，将钉子向右平移一些，为使结点位置不变，应增大，同时增大弹簧测力计的拉力 D．保持钩码个数不变，将钉子向右平移一些，为使结点位置不变，应减小，同时减小弹簧测力计的拉力 2．在做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验时 (1)在水平放置的情况下对两个弹簧测力计进行校零，对拉时示数相等，然后在竖直平面内进行实验，如图1，则拉力的测量值 （“偏大”、“偏小”）。 (2)在水平桌面上做实验时，如图2，先用两个弹簧测力计把橡皮筋拉到一定长度，记下 ，同时记下、的大小和方向。再用一个弹簧测力计拉橡皮筋，把结点拉到O点时，弹簧测力计的示数如图3所示，读数为 N。 (3)以下操作有利于提高本实验精度的是______；（单选） A．记录细线方向时两点的距离远一点 B．与的夹角尽可能大一些 C．作力的图示时，选用的标度适当的小一点 (4)该兴趣小组通过多次实验得到多组实验数据，肯定有误的是______。（多选） A． B． C． D． 3．在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，如图甲所示，橡皮条的一端固定，一端挂一轻质小圆环，橡皮条的长度为。用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。圆环受到拉力、的共同作用，处于点，如图乙所示，橡皮条伸长的长度为，撒去、，改用一个力单独拉住小圆环，如图丙所示，使小圆环仍处于点。 (1)关于该实验，下列说法正确的有_____（填标号）； A．不需要记录甲图中点的位置 B．重复实验再次进行探究时，圆环的位置必须与前一次相同 C．应在细绳上用笔尖记录间距较近的两点来确定细绳的方向 D．在不超过橡皮筋弹性限度时，弹簧测力计示数要适当大些 (2)在图丙中，弹簧测力计的示数如图所示，则读数 N； (3)若图乙中两弹簧测力计的读数分别为、，且、的夹角为锐角，则 （填“能”或“不能”）用一个量程为的弹簧测力计测出、的合力。 4．在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中。 步骤一：如图甲（a），轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE。 步骤二：在图甲（b）中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环受到拉力、的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO。 步骤三：撤去、，改用一个力单独拉住小圆环，如图甲（c）仍使它处于O点。 (1)如下图所示，实验中需要的器材有 ； (2)关于此实验的操作，下列说法正确的是 ； A．测力计可以直接钩住小圆环进行实验 B．实验过程中，测力计外壳不能与木板有接触 C． 完成步骤三后重复实验再次探究时，小圆环的位置可以与前一组实验不同 D．为了减小误差，两个测力计的夹角越大越好 (3)弹簧测力计的示数如图乙所示，读数为 N。 (4)做实验时，根据测量结果在白纸上画出，如图丙所示，和为两个分力，请在答题纸上通过作平行四边形的方法求出合力为 N。 5．某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，他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木板上的点，另一端系两个细绳套，用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度施加拉力，使橡皮条伸长，让结点到达纸面上某位置，记为，然后撤去两个力，再用一个弹簧测力计把结点拉到位置，如图甲所示。 （1）某次实验中，一弹簧测力计的指针位置如图乙所示，读数为 。 （2）关于该实验的操作，下列说法中正确的是 。 A．实验中，弹簧测力计的外壳可以与纸面接触 B．把结点拉到点位置时，两个弹簧测力计之间夹角应取，以便算出合力大小 C．改变拉力，进行多次实验，每次都要使点在同一位置 （3）某次实验作出力的平行四边形如图丙所示，在与两力中，方向一定沿方向是 （填“”或“”）。 （4）实验中与的夹角为，保持的方向不变、增大角的过程中，为保证结点位置不变，的大小将 。 A．一直增大     B．一直减小    C．先增大后减小    D．先减小后增大 6．某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”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。请回答下列问题： （1）根据实验数据在白纸上所作图如图乙所示，乙图中、、F、四个力，其中力 （填上述字母）不是由弹簧测力计直接测得的。 （2）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 （3）实验中，要求前后两次力的作用效果相同，指的是 。 A．橡皮条沿同一方向伸长同一长度 B．橡皮条沿同一方向伸长 C．橡皮条伸长到同一长度 D．两个弹簧测力计拉力和的大小之和等于一个弹簧测力计拉力的大小 7．某学习小组在进行“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。图甲中，橡皮条的一端连着轻质小圆环，另一端固定，橡皮条的长度为。图乙中，用手通过两个弹簧测力计共同拉住小圆环，使小圆环处于点，橡皮条伸长的长度为。图丙中，用一个力单独拉住小圆环。仍使它处于点。 （1）关于本实验，下列说法正确的有 。 A．需要记录甲图中点的位置 B．乙图中，实验时两细绳必须垂直 C．应在细绳上用笔尖记录间距较近的两点来确定细绳的方向 D．乙图和丙图中小圆环都处于点表明：图中单独作用的效果与和共同作用的效果相同 （2）丙图中，弹簧测力计的示数如右侧放大图所示，读数为 N。 （3）若乙图中两弹簧测力计的读数分别为、，且、的夹角为锐角。则 （填“能”或“不能”）用一个量程为10N的弹簧测力计测出、的合力。 8．（1）如图1是某同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验的操作情形，下列说法正确的是 A．弹簧测力计使用前无需调零 B．图中左侧细绳套太短 C．标记细绳方向的两个点要适当远一些 D．用图中一个测力计将橡皮筋结点拉到同一位置时可能会超出量程 （2）用弹簧测力计拉细绳套时，测力计的指针位置如图2所示，其读数为 N； （3）小明利用如图3所示的装置和频闪摄影来探究平抛运动的特点，他通过击打弹簧片使A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，图4为某次实验得到的频闪照片，分析该照片，下列说法正确的是 A．仅可判断球沿竖直方向做自由落体运动 B．仅可判断球沿水平方向做匀速直线运动 C．可判断球沿竖直方向做自由落体运动，沿水平方向做匀速直线运动 D．借助刻度尺仅在照片上测量小球的位置即可求出A球抛出时的初速度大小 9．某同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。 （1）已备好的器材有图钉、带细绳套的橡皮筋、木板、白纸、铅笔，还需要 。 A．B．C． D． （2）实验中弹簧测力计的指针如图甲所示，则此时弹簧测力计的示数为 N。 （3）图乙所示是在白纸上根据实验结果画出的力示意图，该图中的 表示力和合力的理论值。选（填“F”或“”） 10．在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中 （1）图甲中A、B是两个带细绳套的橡皮筋，为了减少实验误差，选择 （选填“A”或“B”）更合适。 （2）下列说法正确的是 。 A．应选择劲度系数相同的弹簧测力计 B．细绳与弹簧测力计的轴线应尽可能共线 C．重复多次实验，都应将橡皮筋结点拉到点 D．应作出力的示意图来探究合力与分力的关系 （3）将橡皮筋的一端用图钉固定，另一端用两个弹簧测力计通过细绳将结点拉到点，标记点及两拉力的方向，读出弹簧测力计的读数为，弹簧测力计的读数如图乙所示，其读数为 。现改用一个弹簧测力计仍将结点拉到点，则该弹簧测力计读数可能是如图中的 。 （4）若要测量该弹簧测力计中弹簧的劲度系数，还必须用到的器材是 。 A．钩码　　B．铁架台　　C．刻度尺 参考答案： 1．(1)ABD (2)AD 【详解】（1）A．为使力的作用效果相同，只用弹簧测力计通过细绳拉橡皮条时结点O达到的位置，应与钩码、弹簧测力计同时拉时相同，故A正确； B．为减小实验误差，在拉动弹簧测力计时弹簧不可与外壳相碰或摩擦，故B正确； C．两个分力、间的夹角不宜过大，也不宜过小，两个分力、的大小也不宜过大或过小，适宜即可，故C错误； D．为减小实验误差，拉橡皮条的细绳要适当长些，视线通过细绳垂直于纸面，在绳下的纸上用笔画出两个点的位置并使这两个点的距离适当远些，故D正确。 故选ABD。 （2）AB．减少钩码个数后，相当于减小一个分力的大小但方向不变，结点位置不变，相当于合力不变，根据平行四边形定则可知，此时应该减小，同时增大弹簧测力计的拉力，故A正确，B错误； CD．保持钩码个数不变，将钉子向右移动一些，结点位置不变，相当于一个分力的大小不变但方向与合力方向的夹角变小，根据平行四边形定则可知，此时应该减小，同时减小弹簧测力计的拉力，故C错误，D正确。 故选AD。 2．(1)偏大 (2) 结点位置O 2.13N (3)A (4)BC 【详解】（1）在竖直平面内进行实验，弹簧自身的重力造成拉力测量值偏大。 （2）[1]在水平桌面上做实验时，如图2，先用两个弹簧测力计把橡皮筋拉到一定长度，记下结点位置O，同时记下、的大小和方向。 [2]再用一个弹簧测力计拉橡皮筋，把结点拉到O点时，弹簧测力计的最小分度为0.1N，读数时需要估读到下一位，读数为2.13N。 （3）A．记录细线方向时两点的距离远一点，可以减小实验误差。故A正确； B．与的夹角适量即可，不能太大或太小。故B错误； C．作力的图示时，选用的标度适当的大一点，可以减小标度产生的误差的平均值。故C错误。 故选A。 （4）根据二力合成的合力范围 可知AD选项符合二力合成的规则，BC不符合二力合成的规则。 故选BC。 3．(1)AD (2) (3)不能 【详解】（1）A．橡皮条的长度为，实验要的是橡皮条伸长的长度，因此不需要记录图甲中点的位置，故A正确； B．重复实验再次进行探究时，避免实验具有偶然性和特殊性，圆环的位置应与前一次不同，故B错误； C．应在细绳上用笔尖记录间距较远的两点来确定细绳的方向，以减小实验误差，故C错误； D．弹簧测力计示数适当大些可减小实验误差，故D正确。 故选AD。 （2）弹簧测力计的精确度是，读数为 （3）若图乙中两弹簧测力计的读数分别为，，若两个力的夹角为，则有这两个力的合力大小为 若、的夹角为锐角，可知、的合力大小要大于，因此不能用一个量程为的弹簧测力计测出、的合力。 4．(1)B (2)C (3)0.7/0.8 (4)3.20（3.00~3.30） 【详解】（1）探究两个互成角度的力的合成规律实验需要刻度尺确定力的方向和作图。 故选B。 （2）A．测力计若直接钩住小圆环进行实验，会在确定力的方向时出现误差，故A错误； B．实验过程中，弹簧测力计与木板保持平行即可，故B错误； C．实验过程中用一个弹簧测力计的作用效果替代两个弹簧测力计作用效果，只需同一次实验“结点”的位置相同即可，但完成后重复实验再次探究时，小圆环的位置可以与前一组实验不同，故C正确； D．画平行四边形时，夹角大的话画出的平行四边形会准确些，但不是要求夹角尽量大，故D错误。 故选C。 （3）弹簧测力计的最小分度为，根据指针位置可以确定拉力为。 （4）根据平行四边形定则得出下图 由图可知合力大小约为3.16N。 5． 3.00/2.98/2.99/3.01/3.02 A A 【详解】（1）[1]图中弹簧测力计的分度值为，由图可知读数为。 （2）[2] A．实验中，弹簧测力计的外壳可以与纸面接触，故A正确； B．把结点拉到点位置时，两个弹簧测力计之间夹角适当就好，不需要取，故B错误； C．改变拉力，进行多次实验，不同次实验时，点不需要在同一位置，故C错误。 故选A。 （3）[3]由图丙可知，是通过作出力的平行四边形得到的合力理论值，由于存在误差，不一定沿方向；是一个弹簧测力计拉橡皮条得到的合力实验值，根据二力平衡可知，方向一定沿方向是。 （4）[4]与的夹角为（），保持的方向不变、增大角的过程中，为保证结点位置不变，即与的合力不变，由力三角形法作图如下 可知的大小将一直增大。 故选A。 6． F B A 【详解】（1）[1]乙图中、、F、四个力，其中、、这三个力均是由弹簧测力计直接测量得到的，而力F是通过平行四边形定则所求得的、这两个力的合力，即通过作图得到的。 故选F。 （2）[2]本实验中，用一个弹簧测力计拉动橡皮筋使橡皮筋与细绳套的结点落在某一位置记为O，再次用两根弹簧测力计成一定角度同时拉动结点，使其仍落在O点，以此验证力的平行四边形定则，两次拉动橡皮筋的形变量以及形变方向完全相同，这里用到了等效替代的思想方法。 故选B。 （3）[3]实验中，要求前后两次力的作用效果相同，指的是橡皮条沿同一方向伸长同一长度。 故选A。 7． D 3.70 不能 【详解】（1）[1]A．橡皮条的长度为GE，只需控制两次实验橡皮条的形变量相同，不需要记录甲图中E点的位置，只需记录两次结点的位置O，故A错误； B．乙图中，实验时两细绳的夹角表示两个分力的夹角，两细绳不需要垂直，故B错误； C．为了减小实验误差，应在细绳上用笔尖记录间距较远的两点来确定细绳的方向，故C错误； D．乙图和丙图中小圆环都处于点表明：图中单独作用的效果与和共同作用的效果相同，故D正确。 故选D。 （2）[2]弹簧测力计的示数为 （3）[3]若、的夹角为，、的合力为 若、的夹角为锐角，、的合力大于，故不能用一个量程为10N的弹簧测力计测出、的合力。 8． BCD 2.44/2.45/2.46/2.47/2.48/2.49/2.50 C 【详解】（1）[1]A．弹簧测力计使用必须调零，选项A错误； B．图中左侧细绳套太短，记录方向时会产生误差，选项B正确； C．标记细绳方向的两个点要适当远一些，选项C正确； D．图中两个测力计已经接近最大量程，则用图中一个测力计将橡皮筋结点拉到同一位置时可能会超出量程，选项D正确。 故选BCD。 （2）[2]用弹簧测力计拉细绳套时，测力计的读数为2.48N； （3）[3]ABC．由图可知，A球在相等时间内的水平位移相等，则可判断A球水平方向做匀速直线运动；竖直方向A球的运动和B球相同，则可判断A球沿竖直方向做自由落体运动；选项AB错误，C正确； D．根据 可得 则必须要借助刻度尺测出每个小方格的边长，借助重力加速度的值才能求解A球抛出时的初速度大小，选项D错误。 故选C。 9． CD/DC 2.14 F 【详解】（1）[1]刻度尺是确定力的方向和作图所必需的，弹簧测力计是测力所必需的，本实验不用测物体速度和质量，不需要钩码和打点计时器； 故选CD。 （2）[2]最小分度值为0.1N，所以读数为2.14N； （3）[3]根据平行四边形合成出来的是理论值，即F。 10． A B 1.50 AB C 【详解】（1）[1]在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，为减小实验误差，细绳要长一些，带细绳套的橡皮筋应选A。 （2）[2]A．实验通过弹簧测力计测量细绳的拉力，不需要选择劲度系数相同的弹簧测力计，故A错误； B．为减小实验误差，细绳与弹簧测力计的轴线应尽可能共线，故B正确； C．重复多次实验，不需要将橡皮筋结点拉到点，只需保证每一组实验中，将橡皮筋结点拉到同一点，故C错误； D．应作出力的图示来探究合力与分力的关系，故D错误。 故选B。 （3）[3]弹簧测力计的读数为 [4]根据平行四边形定则，、合力范围为 即 图A弹簧测力计示数为，图B弹簧测力计示数为，图C弹簧测力计示数为，故该弹簧测力计读数可能是图AB。 故选AB。 （4）[5]若要测量该弹簧测力计中弹簧的劲度系数，还必须用到刻度尺测量弹簧的形变量，不需要使用钩码、铁架台。 故选C。 第1页 学科网（北京）股份有限公司 $$