高考物理總復(fù)習(xí)專題二相互作用實(shí)驗(yàn)三驗(yàn)證力的平行四邊形定則練習(xí)含答案

實(shí)驗(yàn)三驗(yàn)證力的平行四邊形定則知識鞏固練1.(1)驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB、OC為細(xì)繩，圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖.圖甲中彈簧測力計(jì)B的示數(shù)為________N；圖乙中的F和F'兩力中，方向一定沿OA方向的是________.

(2)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是________.

A.理想實(shí)驗(yàn)法 B.等效替代法C.控制變量法 D.建立物理模型法【答案】(1)11.40F(2)B2.(2023年廣州六中模擬)某同學(xué)獨(dú)自一人進(jìn)行“研究共點(diǎn)力的合成”這一實(shí)驗(yàn).因無法同時拉兩個彈簧測力計(jì)并記錄拉力的方向和大小，該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：①在木板上固定白紙，橡皮筋的一端用圖釘固定在木板上A點(diǎn)，另一端系上兩根帶繩套的細(xì)繩，在白紙上標(biāo)出某標(biāo)記點(diǎn)“O”.②先將細(xì)繩1的繩套拉至另一標(biāo)記點(diǎn)“B”并用圖釘固定，再用彈簧測力計(jì)拉細(xì)繩2，將橡皮筋的另一端拉至“O”點(diǎn)并使兩細(xì)繩間有一定的夾角θ，如圖所示.記錄此時彈簧測力計(jì)的示數(shù)F1及細(xì)繩2的方向(沿OC方向).③松開細(xì)繩1的繩套端，用彈簧測力計(jì)拉細(xì)繩2，再次將橡皮筋的另一端拉到“O”點(diǎn)，記錄此時彈簧測力計(jì)的示數(shù)F2及細(xì)繩2的方向(沿圖中虛線方向).④______，記錄此時彈簧測力計(jì)的示數(shù)F3.

⑤確定標(biāo)度，作出三個力的圖示，觀察這些力的圖示間的幾何關(guān)系.⑥改變標(biāo)記點(diǎn)“O”“B”的位置，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程，多次實(shí)驗(yàn).(1)請寫出在上述步驟中遺漏了什么環(huán)節(jié)：____________________________________.

(2)為完成這一實(shí)驗(yàn)，這位同學(xué)應(yīng)在步驟④中進(jìn)行的操作過程為：__.

(3)這位同學(xué)根據(jù)記錄的三個力F1、F2和F3作圖，下列圖示符合這位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)過程的是______.

ABCD(4)這位同學(xué)想進(jìn)一步進(jìn)行合力與分力對應(yīng)關(guān)系的探究，他在完成實(shí)驗(yàn)步驟①、②后，保持橡皮筋的另一端仍在“O”點(diǎn)并緩慢改變細(xì)繩2的方向，觀察到彈簧測力計(jì)的讀數(shù)逐漸增大，則兩細(xì)繩間夾角θ的變化情況為__.

【答案】(1)沒有標(biāo)記C點(diǎn)位置(2)見解析(3)D(4)見解析【解析】(1)上述步驟中沒有標(biāo)記C點(diǎn)位置.(2)將細(xì)繩2的繩套拉至標(biāo)記點(diǎn)C并用圖釘固定，再用彈簧測力計(jì)拉細(xì)繩1，將橡皮筋的另一端拉至O點(diǎn)，且使細(xì)繩1沿OB方向，記錄此時彈簧測力計(jì)的示數(shù)F3及細(xì)繩1的方向.(3)等效果的力F2應(yīng)該與橡皮筋共線，為虛線OC方向；F1、F3的合力F合應(yīng)該指向平行四邊形的對角線，故選D.(4)OB垂直O(jiān)C時，彈簧測力計(jì)的讀數(shù)最小，順時針轉(zhuǎn)動OC，彈簧測力計(jì)的讀數(shù)逐漸增大，兩細(xì)繩間夾角變??；逆時針轉(zhuǎn)動OC，彈簧測力計(jì)的讀數(shù)逐漸增大，兩細(xì)繩間夾角變大.3.某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”.彈簧測力計(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.分別讀出彈簧測力計(jì)A和B的示數(shù)，圖乙為A的示數(shù).在貼于豎直木板的白紙上記錄O點(diǎn)的位置和細(xì)線的方向.(1)本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測力計(jì)示數(shù)的單位為N，彈簧測力計(jì)A的拉力為________N.

(2)下列的實(shí)驗(yàn)要求中不必要的是________.

A.細(xì)線應(yīng)盡可能長一些B.應(yīng)測量重物M所受的重力C.細(xì)線AO與BO之間的夾角應(yīng)盡可能大于90°D.改變拉力的大小與方向，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)圖丙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的力的圖示，下列說法正確的是________.

A.圖丙中的F是力F1和F2合力的理論值B.圖丙中的F'是力F1和F2合力的理論值C.F是力F1和F2合力的實(shí)際測量值D.本實(shí)驗(yàn)將細(xì)繩都換成橡皮條，同樣能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹敬鸢浮?1)3.80(3.79~3.81均可)(2)CD(3)BCD【解析】(1)由于彈簧測力計(jì)的最小刻度為0.1N，因此估讀到0.01N，故讀數(shù)為3.80N.(2)細(xì)線長一些可以使力的方向畫得更準(zhǔn)確，A正確；應(yīng)測出重物M的重力，從而畫出重力的圖示，與重力相平衡的力就是兩個彈簧測力計(jì)的拉力的合力，B正確；細(xì)線AO與BO之間的夾角應(yīng)適當(dāng)大些，但沒必要一定大于90°，C錯誤；由于第二次O點(diǎn)的位置與第一次O點(diǎn)的位置沒有任何關(guān)系，因此沒必要每次都要使O點(diǎn)靜止在同一位置，D錯誤.故沒必要的應(yīng)為C、D.(3)圖中的F應(yīng)是重力的平衡力，因此力F為F1和F2合力的實(shí)際值，A錯誤，C正確；F'是通過平行四邊形作出的，因此圖中的F'是力F1和F2合力的理論值，B正確；本實(shí)驗(yàn)將細(xì)繩都換成橡皮條，不會改變拉力的方向和大小，因此同樣能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，D正確.4.甲同學(xué)嘗試用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”.彈簧測力計(jì)a掛于固定點(diǎn)c，下端用細(xì)線掛一重物Q，彈簧測力計(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)圖中彈簧測力計(jì)a的示數(shù)為________N.

(2)下列不必要的實(shí)驗(yàn)要求是________.

A.應(yīng)測量重物Q所受的重力B.彈簧測力計(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)乙同學(xué)換用兩個彈簧測力計(jì)拉橡皮筋到O點(diǎn)，兩彈簧測力計(jì)讀數(shù)分別為F1和F2，用一個彈簧測力計(jì)拉橡皮筋到O點(diǎn)時讀數(shù)為F'，通過作圖法驗(yàn)證平行四邊形定則時，下列符合實(shí)際情況的是________.

A BC D【答案】(1)5.80(2)D(3)C【解析】(3)根據(jù)二力平衡條件，用一個彈簧測力計(jì)拉橡皮筋到O點(diǎn)時讀數(shù)為F'，一定與橡皮筋共線，而作圖得到的合力F不一定與橡皮筋共線，選C.綜合提升練5.(2023年中山模擬)某實(shí)驗(yàn)小組要測量一鐵塊的重力.由于鐵塊的重力超過了刻度不清的彈簧測力計(jì)量程，為不損壞彈簧測力計(jì)，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)，可提供選擇器材有：一刻度不清的彈簧測力計(jì)、細(xì)線、鐵塊、白紙、刻度尺、鉤碼、定滑輪.已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間、鉤碼質(zhì)量為m0.該小組利用上述實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：(1)用彈簧測力計(jì)豎直掛著鉤碼，如圖甲所示，用刻度尺測出鉤碼靜止時彈簧測力計(jì)中彈簧的伸長量，即指針移動的長度x1，計(jì)算出彈簧的勁度系數(shù)k＝__________(用m0、g、x1表示).

(2)用彈簧測力計(jì)與細(xì)線互成角度吊起鐵塊，如圖乙所示，靜止時測出彈簧測力計(jì)中彈簧的伸長量x2，可得此時彈簧測力計(jì)的彈力FB＝kx2.(3)現(xiàn)已在圖丙中畫出細(xì)線OA、OB、OC的拉力方向及OB拉力的大小，并標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O.請你在圖丙中用作圖法畫出OA的拉力FA.(4)用刻度尺量出圖丙FA和FB對應(yīng)線段的長度，則可得鐵塊的重力G.(5)多次實(shí)驗(yàn)，測出鐵塊的重力