2025-2026学年高一寒假物理作业 实验：验证力的平行四边形定则（实验专题）

高中物理必修第一册假期作业 实验：验证力的平行四边形定则（实验专题）答案 1.(1)两弹簧测力计读数　两细线的方向　O点的位置　(2)F′　(3)B 解析　(1)如图甲，当用两个弹簧测力计同时拉橡皮筋时，必须记录下两弹簧测力计读数，及两细线的方向，O点的位置。 (2)图乙中的F与F′中，F是由平行四边形得出的，而F′是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，方向一定沿AO方向的是F′。 (3)本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，采用的科学方法是等效替代法。 2.(1)B　(2)CD　(3)4.00　(4)F　(5)不会 3.(1)B　(2)①需要　②两弹簧测力计的读数　11.40　③见解析图 解析　(1)验证“力的平行四边形定则”实验用两个互成角度的弹簧测力计拉绳套到O点，其作用效果与用两个钩码来拉绳套相同，所以是等效替代法，故选B。 (2)①实验中需要记录O点的位置，以便于确定两个互成角度的弹簧测力计拉绳套与其等效替代。 ②实验需要记录两个弹簧测力计的读数大小和方向，弹簧测力计的最小分度值为0.1 N，需估读到0.01 N，故读数为11.40 N。 ③使用平行四边形定则，以FA和FB为两邻边作出平行四边形，其对角线即为合力F′，如图所示。 4.(1)实验开始前,需要调节木板使其位于竖直平面内,以保证钩码重力等于细线中的拉力,选项A正确;该装置每次实验不需要保证结点位于O点,选项B错误;实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三根细绳的方向,选项C正确;悬挂于O点钩码的总重力可以根据钩码的质量得出,不需要力传感器测量,选项D错误。 (2)利用平行四边形法作出F1和F2的合力F,如图所示。 该合力方向不完全在竖直方向的可能原因是定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等。 答案　(1)AC　(2)见解析 5.答案:(1)静止　(2)三根细线的方向　(3)结点O的位置 　(4)F和F' (1)要测量装满水的水壶的重力,则应记下水壶静止时电子秤的示数F。 (2)要画出平行四边形,则需要记录分力的大小和方向,所以在白纸上记下结点O的位置的同时,也要记录三根细线的方向以及电子秤的示数F1。 (3)已经记录了一个分力的大小,还要记录另一个分力的大小,则结点O的位置不能变化,力的方向也都不能变化,所以应使结点O的位置和三根细线的方向与(2)中重合,记录电子秤的示数F2。 (4)比较F和F',即可得到力的合成规律。 6.答案:(1)等效替代法　(2)6　(3)牵引弹簧时细线的方向　牵引弹簧时砝码的个数 第2课时　力的合成和分解 (1)本实验主要采用的物理思维方法是等效替代法。 (2)若“用两根细线通过两组砝码把弹簧拉长”时用的分别是:一组4个砝码,另一组3个砝码,则两个分力的合力范围是:1个砝码重力~7个砝码重力,因两个力方向不共线,则“再用一根细线通过一组砝码把弹簧拉长”时,砝码个数最多为6个。 (3)为确保实验成功,本实验中除记录好位置O'之外,还必须要记录的有牵引弹簧时细线的方向、牵引弹簧时砝码的个数。 7.[解析]　③用铅笔描出绳上的几个点，用刻度尺把这些点连成直线(画拉力的方向)，目的是画出同两个分力产生相同效果的这个力的方向． ⑥F与F3作比较，即比较用平行四边形作出的合力和产生相同效果的实际的力是否相同，即可验证力的平行四边形定则的正确性． [答案]　③沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把这些点连成直线　⑥F与F3 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理必修第一册假期作业 实验：验证力的平行四边形定则（实验专题） 第一部分 实验过程 一、基本原理与操作 原理装置图 操作要领 互成角度的两个力与一个力产生相同的效果 (1)等效：同一次实验中两次把橡皮条拉长后的结点O位置必须保持不变 (2)拉力：沿弹簧测力计轴线方向拉(与板面平行)，橡皮条、弹簧测力计和细绳套与纸面平行；两分力F1、F2的夹角不要太大或太小 (3)记录：记下每次各力的大小和方向，标记方向的两点尽量远些 (4)作图：选定比例要相同，严格按力的图示要求作平行四边形求合力 二、数据处理与分析 1.画出F1、F2的图示，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F。 2.画出拉力F′的图示。 3.比较F与F′是否完全重合(或几乎完全重合)，从而验证平行四边形定则。 注意事项 (1)操作不忘“三”“二”“一” ①用两个弹簧测力计拉橡皮条时的“三记录”(记录两弹簧测力计示数、两细绳方向和结点O的位置)。 ②用一个弹簧测力计拉橡皮条时的“二记录”(记录弹簧测力计示数和细绳方向)。 ③“一注意”(同一次实验中结点O的位置必须在同一位置)。 (2)绳夹角、拉力适中。 (3)细绳适当长些，标记方向的两点尽量远些，力的图示稍大一些。 误差来源 (1)弹簧测力计本身的误差。 (2)读数误差、作图误差等。 第二部分 针对训练 1.“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。 (1)做好实验准备后，先用两个弹簧测力计把橡皮筋的结点拉到某一位置O，此时需要记录的是________________，____________和____________。 (2)图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________。 (3)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.某同学用橡皮条与弹簧测力计验证“力的平行四边形定则”，实验装置如图甲所示。其中A为固定橡皮条的图钉，OB和OC为细绳。 (1)本实验中两次拉橡皮条的过程，主要体现的科学方法是________。 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)在做本实验时，下列操作中错误的是________。 A．同一次实验过程中O点位置不允许变动 B．实验中，弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度线 C．实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一个弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点 D．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧测力计之间夹角应取90°，以便于算出合力的大小 (3)某一次实验中，用一个弹簧测力计拉橡皮条使橡皮条与细绳的结点到达O点，弹簧测力计的示数如图乙所示，此时橡皮条的弹力大小为________ N。 (4)根据实验数据，该同学画出如图丙所示的图，图中________(填“F”或“F′”)是F1、F2合力的理论值。 (5)实验中，如果将细绳换成橡皮条，O点沿OB、OC方向的拉力仍等于弹簧测力计的读数，则实验结果________(选填“会”或“不会”)发生变化。 3.小柯同学用如图所示的装置验证“力的平行四边形定则”，其部分实验操作如下。请完成下列相关内容： 丙 (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.放大法 (2)实验主要步骤如下 ①在弹簧下端悬挂两个钩码，稳定后记录钩码的总数量和钩码重力的方向，弹簧末端的位置O________(填“需要”或“不需要”)记录，然后卸下钩码； ②将两绳套系在弹簧下端，用两弹簧测力计将弹簧末端拉到同一位置O，记录细绳套AO、BO的方向及________________，图乙中B弹簧测力计的读数为________ N； ③在坐标纸上画出两弹簧测力计拉力FA、FB的大小和方向如图丙所示，请你在图丙中坐标纸上作出FA、FB的合力F′。 (3)弹簧所受的钩码拉力F如图丙所示。观察比较F和F′即可验证力的平行四边形定则。 4.某学生实验小组设计了一个“探究两个互成角度的力的合成规律”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)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根细绳的方向 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,请你以F1、F2为邻边作平行四边形,并画出对角线表示的合力F(只作图,不求大小),并写出该合力不完全竖直的一种可能原因:　　　　　　　　　 　。  5.一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品,在家中探究力的合成规律。 (1)如图(a),在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶,记下水壶　　　　时电子秤的示数F。  (2)如图(b),将三根细线L1、L2、L3的一端打结,另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉A和水壶杯子上。水平拉开细线L1,在白纸上记下结点O的位置、　　　　　　　和电子秤的示数F1。  (3)如图(c),将另一颗墙钉B钉在与O同一水平位置上,并将L1拴在其上。手握电子秤沿着(2)中L2的方向拉开细线L2,使　　　　　和三根细线的方向与(2)中重合,记录电子秤的示数F2。  (4)在白纸上按一定标度作出电子秤拉力F、F1、F2的图示,利用平行四边形法作出F1、F2的合力F'的图示,比较　　　　　,分析力的合成规律。  6.某同学用如图所示的装置“探究两个互成角度的力的合成规律”,实验中使用的每个砝码质量均相同,该同学先用不在一个方向上的两根细线通过两组砝码把弹簧拉长至某个位置O',并做好记录;然后再用一根细线通过一组砝码把弹簧拉长至相同位置O'。 (1)本实验主要采用的物理思维方法是　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)若“用两根细线通过两组砝码把弹簧拉长”时用的分别是:一组4个砝码,另一组3个砝码,则“再用一根细线通过一组砝码把弹簧拉长”时,砝码个数最多为　　　　个。  (3)为确保实验成功,本实验中除记录好位置O'之外,还必须要记录的 7．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，并作出相应的改进后再次进行实验． 学科网（北京）股份有限公司 $