2017屆高考物理第一輪總復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)配套練習(xí)題12

第5講實(shí)驗(yàn)三:驗(yàn)證力的平行四邊形定則1.(10分)甲、乙、丙三位同學(xué)做“互成角度的兩個(gè)力的合成”實(shí)驗(yàn),所用彈簧測(cè)力計(jì)的量程為0~5N,他們都把橡皮條的一端固定在木板上的A點(diǎn),橡皮條的另一端通過(guò)細(xì)繩連接彈簧測(cè)力計(jì),用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點(diǎn),如圖所示,此時(shí)細(xì)繩都與木板平行,用F1和F2表示拉力的方向和大小。甲同學(xué)F1和F2的方向互相垂直,F1=3.0N、F2=3.8N;乙同學(xué)F1和F2方向間的夾角約為30°,F1=F2=4.0N;丙同學(xué)F1和F2方向間的夾角約為120°,F1=F2=4.0N。這三位同學(xué)中操作不合適的是乙(填“甲”“乙”或“丙”),原因是:乙同學(xué)的兩個(gè)力的合力大于5N,超過(guò)了測(cè)力計(jì)的量程。

【解析】操作不合適的是乙同學(xué),因?yàn)樗@兩個(gè)力的合力超過(guò)了彈簧測(cè)力計(jì)刻度的最大值5N,之后再用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)拉不到O點(diǎn)。2.(10分)(2015·福建六校聯(lián)考)李明同學(xué)在做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)時(shí),利用坐標(biāo)紙記下了橡皮筋的結(jié)點(diǎn)位置O點(diǎn)以及兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小,如圖甲所示。(1)試在圖中作出無(wú)實(shí)驗(yàn)誤差情況下F1和F2的合力圖示,并用F表示此力。(5分)答案:如圖所示(2)有關(guān)此實(shí)驗(yàn),下列敘述正確的是AC。(5分)

A.兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力可以同時(shí)比橡皮筋的拉力大B.橡皮筋的拉力是合力,兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是分力C.兩次拉橡皮筋時(shí),需將橡皮筋結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O,這樣做的目的是保證兩次彈簧測(cè)力計(jì)拉力的效果相同D.若只增大某一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力的大小而要保證橡皮筋結(jié)點(diǎn)位置不變,只需要調(diào)整另一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力的大小即可【解析】(1)用平行四邊形定則作圖,即以F1、F2為兩鄰邊作平行四邊形,對(duì)角線就表示合力F。(2)兩分力可以同時(shí)大于合力,故A項(xiàng)正確;結(jié)點(diǎn)受三個(gè)力作用處于平衡狀態(tài),其中兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力的合力與第三個(gè)力——橡皮筋的拉力等大反向,是一對(duì)平衡力,而橡皮筋的拉力不是合力,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;只有保證結(jié)點(diǎn)在同一位置才能說(shuō)明作用效果相同,故C項(xiàng)正確;若兩個(gè)分力的大小變化而方向都不變,則合力必定變化,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.(15分)某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”。彈簧測(cè)力計(jì)A掛于固定點(diǎn)P,下端用細(xì)線掛一重物M。彈簧測(cè)力計(jì)B的一端用細(xì)線系于O點(diǎn),手持另一端向左拉,使結(jié)點(diǎn)O靜止在某位置。分別讀出彈簧測(cè)力計(jì)A和B的示數(shù),并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點(diǎn)的位置和拉線的方向。(1)本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的單位為N,圖中A的示數(shù)為3.60N。(5分)

(2)下列不必要的實(shí)驗(yàn)要求是D。(5分)

A.應(yīng)測(cè)量重物M所受的重力B.彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)在使用前校零C.拉線方向應(yīng)與木板平面平行D.改變拉力,進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),每次都要使O點(diǎn)靜止在同一位置(3)某次實(shí)驗(yàn)中,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)A的指針稍稍超出量程,請(qǐng)您提出兩個(gè)解決辦法。(5分)答:使B拉力減小;減小M的重力大小;把A換成量程更大的彈簧測(cè)力計(jì)或改變B的拉力方向等(任選兩個(gè))。【解析】(1)根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的指針位置以及讀數(shù)規(guī)則可知A的示數(shù)為3.60N。(2)要驗(yàn)證的關(guān)系是A、B兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力的合力與M的重力等大反向,所以應(yīng)測(cè)量M的重力。為減小測(cè)量誤差,彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)在使用前校零,拉力的方向與木板平面平行,A、B、C項(xiàng)正確。改變拉力進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),O點(diǎn)位置可以不同,D項(xiàng)錯(cuò)誤。(3)為減小A的數(shù)值,有多種方法,例如:使B拉力減小,減小M的重力大小,把A換成量程更大的彈簧測(cè)力計(jì),改變B的拉力方向等。4.(10分)將橡皮筋的一端固定在A點(diǎn),另一端拴上兩根細(xì)繩,每根細(xì)繩分別連著一個(gè)量程為5N、分度值為0.1N的彈簧測(cè)力計(jì),沿著兩個(gè)不同的方向拉彈簧測(cè)力計(jì)。當(dāng)橡皮筋的活動(dòng)端拉到O點(diǎn)時(shí),兩根細(xì)繩相互垂直,如圖所示。這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)可從圖中讀出。(1)由圖可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力的大小分別為4.0N和2.5N(只需讀到0.1N)。(5分)

(2)在方格紙中按作圖法的要求畫(huà)出這兩個(gè)力及它們的合力。(5分)答案:如圖所示【解析】(1)讀彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)時(shí),應(yīng)注意首先找零刻度一端,尤其是豎直放置的那個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)是倒置的,它的讀數(shù)是2.5N(而不是3.5N),水平放置的彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)是4.0N。(2)作圖時(shí)要選取合適的標(biāo)度。5.(15分)(2015·鄭州質(zhì)檢)在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中,現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細(xì)繩套和一把彈簧秤。(1)為完成實(shí)驗(yàn),某同學(xué)另找來(lái)一根彈簧,先測(cè)量其勁度系數(shù),得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:彈力F(N)0.501.001.502.002.503.003.50伸長(zhǎng)量x(10-2m)0.741.802.803.724.605.586.42在圖中作出F-x圖象,求得該彈簧的勁度系數(shù)k=54(52~56均可)N/m;(10分)

答案:如圖所示(2)某次實(shí)驗(yàn)中,彈簧秤的指針位置如圖所示,其讀數(shù)為2.10(2.08~2.12均可)N。(5分)

【解析】(1)描點(diǎn)作圖見(jiàn)答案。圖象的斜率為彈簧的勁度系數(shù)k=N/m≈54N/m。(2)讀數(shù)精確到0.1N,讀數(shù)時(shí)要估讀到0.01N,最終讀數(shù)為2.10N。沁園春·雪<毛澤東>北國(guó)風(fēng)光，千里冰封，萬(wàn)里雪飄。望長(zhǎng)城內(nèi)外，惟余莽莽；大河上下，頓失滔滔。山舞銀蛇，原馳蠟象，欲與天公試比高。須晴日，看紅裝素裹，分外妖嬈。江山如此多嬌，引無(wú)數(shù)英雄競(jìng)折腰。惜秦皇漢武，