第3章 第4节 第2课时 课后 达标检测-【优学精讲】2024-2025学年高中物理必修第一册教用Word(教科版)

1．(2024·浙江宁波余姚中学期中)某物理兴趣小组的同学在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，按如图(a)所示将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是用两个弹簧测力计分别勾住细绳套，并互成角度地拉橡皮条，如图(b)所示，其中OA 为橡皮条，另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条，两次将结点均拉到同一位置O。 (1)某次实验中一弹簧测力计的指针位置如图(c)所示，可知拉力的大小为________N。 (2)甲同学在某次实验中，记录了拉力F1、F2 的大小及方向，并将它们的图示作在如图(d)所示的方格纸中，已知方格纸每个正方形小格的边长代表2 N。由图(d)可得F1、F2 的合力大小为________N。 (3)乙同学用力的图示法分别描绘F′、F1、F2的大小及方向，以F1、F2为邻边，作平行四边形，得其对角线为 F，如图(e)所示，则力F1、F2合力的理论值是________(选填“F”或“F′”)。 解析：(1)由题图(c)可知，该弹簧测力计的最小刻度为0.1 N，则拉力的大小为3.00 N。 (2)利用尺规作图法，根据平行四边形定则作出的合力F如图所示 由图中几何关系可得，F1、F2的合力大小为12 N。 (3)在题图(e)中，F是根据平行四边形定则作图得到的，为F1、F2合力的理论值。 答案：(1)3.00　(2)12　(3)F 2．(2024·江苏扬州期中)某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。 (1)请完成下列相关内容： ①在竖直放置的木板上的白纸上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置O，如图甲所示(木板未画出)。 ②卸下钩码，然后将两绳套系在弹簧下端，用两弹簧测力计将弹簧末端拉到________，记录细绳套AO、BO的________及两弹簧测力计的读数，如图乙所示，其中B弹簧测力计读数为________N。 ③该同学在白纸上按标度画出两弹簧测力计拉力FA、FB的力的图示，并用作图工具在白纸上作出FA、FB的合力F′。 ④已知钩码所受的重力，在白纸上按同一标度作出钩码所受的重力F的图示。 ⑤最后观察比较F和F′，得出结论。 (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 解析：(1)②卸下钩码，然后将两绳套系在弹簧下端，为了保证效果相同，用两弹簧测力计将弹簧末端拉到位置O，记录细绳套AO、BO的方向及两弹簧测力计的读数，由题图乙可知B弹簧测力计的分度值为0.1 N，读数为11.40 N。 (2)本实验两次效果相同，采用的科学方法是等效替代法。 答案：(1)②位置O　方向　11.40　(2)B 3．(2024·山东淄博实验中学期中)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，用到的实验器材有：带钉子的木板、白纸、图钉、弹簧测力计2个、带2个细绳套的橡皮筋、刻度尺等，实验情形如图甲所示 。 (1)某次实验时弹簧测力计示数如图乙所示，它的读数为________N。 (2)某次实验记录纸如图丙所示，O 点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时拉力 F1和 F2的方向分别为________。 A．ON和OQ方向 B．ON和OP方向 C．OQ和OP方向 (3)为了更好地探究两个互成角度的力的合成规律，作好上述三个力的图示后，下列操作正确的是________。 A．用虚线把F3的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接，分析构成的四边形的形状特点 B．重复多次实验，每次实验都应将橡皮筋拉到O点位置 C．重复多次实验，两弹簧测力计共同作用时F1 和 F2的大小越大越好 D．重复多次实验，两弹簧测力计共同作用时F1 和F2的夹角越大越好 解析：(1)弹簧测力计的精度为0.1 N，估读到0.01 N ，读数为3.15 N(3.14～3.16都正确)。 (2)两弹簧测力计共同作用时拉力F1和F2的合力方向竖直向下，则两力的方向分别为ON和OP方向。 (3)为了更好地探究两个互成角度的力的合成规律，作好上述三个力的图示后，用虚线把F3的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接，分析构成的四边形的形状是否近似为平行四边形，从而分析力F与F1、F2之间可能存在的关系，A正确；同一次实验，橡皮筋结点O的位置应相同，重复多次实验时，不同次实验结点O的位置可以不同，B错误；为了减小读数和作图误差，F1和F2的大小以及夹角要大小适中，并不是越大越好，C、D错误。 答案：(1)3.15(3.14～3.16都正确)　(2)B　(3)A 4．某同学用如图所示的实验装置来“探究两个互成角度的力的合成规律”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一已知质量为M的重物。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。 (1)下列操作中，必要的步骤要求有________________________________________________。 A．木板平面要保持竖直 B．两个弹簧测力计必须完全相同 C．拉线方向应与木板平面平行 D．改变拉力多次实验时，每次都要使O点静止在同一位置 (2)以下是4位同学做完实验后在白纸上留下的标注信息，根据这些信息判断，明显出现错误的是图________；对提高实验精度最有利的是图________。 解析：(1)实验过程中应保持木板竖直，拉线方向应与木板平面平行，这样可以减少摩擦、提高准确度，A、C正确；两个弹簧测力计只要能准确测出拉力大小即可，没必要完全相同，故B错误；每次改变拉力后，与上次试验的O点没有任何关系，因此没必要每次使O点在同一位置，故D错误。 (2)图B中所画出的FA与FB的合力方向明显偏离竖直方向，故有明显错误的是B。该实验中，弹簧测力计的读数尽可能稍大一些，这样在画力的大小时，可以将力的大小画的大一些，且在记录拉力方向时，应使记录点与O点远一些，这样可以更准确地画出力的方向，故D正确。 答案：(1)AC　(2)B　D 5．(2024·江苏苏州统考期中)某同学将橡皮筋一端固定，另一端用弹簧测力计拉长，如图甲所示，记录拉力和对应橡皮筋的伸长量，如表所示： (1)根据表格数据在图丙中作出拉力F与橡皮筋伸长量x的关系图像，求得橡皮筋劲度系数k＝________N/m(保留2位有效数字)。 拉力F/N 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 伸长量x/ (×10－2m) 0.84 1.90 2.43 3.72 4.60 5.52 6.42 (2)继续用上述器材探究求合力的方法，如图乙所示，下列说法正确的是________。 A．记录拉力方向时可以用铅笔贴着细线画直线表示 B．测量时，弹簧测力计外壳与木板之间可以存在摩擦 C．测量时，橡皮筋应与两细线夹角的平分线在同一直线上 D．若只有一只弹簧测力计，为了完成该实验至少需要3次把橡皮筋结点拉到O点 (3)在另一小组研究两个共点力合成的实验中，两个分力的夹角为θ，合力为F，F与θ的关系图像如图丁所示。已知这两分力大小不变，则任意改变这两个分力的夹角，能得到的合力大小的变化范围是______________。 解析：(1)根据描点法作出图像如图所示。 图像的斜率表示劲度系数，故k＝＝ N/m≈55 N/m。 (2)记录拉力方向时不可以用铅笔贴着细线画直线，应在细线离O点适当远处找一点，该点与O点的连线即为拉力的方向，故A错误；测量时，弹簧测力计外壳与木板之间可以存在摩擦，只要弹簧与外壳没有摩擦，则弹簧测力计的示数即为弹簧对细线的拉力，故B正确；测量时，两细线夹角要适当，可以不用关于橡皮筋对称，故橡皮筋与两细线夹角的平分线不一定在同一直线上，故C错误；若只有一只弹簧测力计，为了完成该实验，需用手拉住一条细线，用弹簧测力计拉另一条细线，互成角度地拉橡皮筋，使结点到达O点，且至少需要3次把橡皮筋结点拉到O点：第一次用细线代替拉力F2，用弹簧测力计测量F1；第二次用细线代替拉力F1，用弹簧测力计测量F2；第三次弹簧测力计直接拉橡皮筋，测量F′，故D正确。 (3)由题图戊可知当θ＝90°时，F1与F2垂直，合力＝10 N。设F1大于F2，当θ＝180°时F1－F2＝2 N，解得F1＝8 N，F2＝6 N，故合力大小的变化范围是F1－F2≤F≤F1＋F2，即2 N≤F≤14 N。 答案：(1)图像见解析　55　(2)BD　(3)2 N≤F≤14 N 学科网（北京）股份有限公司 $