新教材2024-2025學(xué)年高中物理第4章力與平衡實(shí)驗(yàn)探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律分層作業(yè)魯科版必修第一冊(cè)

試驗(yàn):探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律A級(jí)必備學(xué)問(wèn)基礎(chǔ)練1.(多選)在“探究求合力的方法”的試驗(yàn)中,某同學(xué)的試驗(yàn)狀況如圖甲所示,其中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和OC為細(xì)繩。圖乙是在白紙上依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果畫出的力的圖示,下列說(shuō)法正確的是()A.圖乙中的F是力F1和F2合力的理論值,F'是力F1和F2合力的實(shí)際測(cè)量值B.圖乙中的F'是力F1和F2合力的理論值,F是力F1和F2合力的實(shí)際測(cè)量值C.在試驗(yàn)中,假如將細(xì)繩也換成橡皮筋,那么對(duì)試驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有影響D.在試驗(yàn)中,假如將細(xì)繩也換成橡皮筋,那么對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有影響2.某同學(xué)做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的試驗(yàn)時(shí),主要步驟:A.在桌上放一塊方木板,在方木板上鋪一張白紙,用圖釘把白紙釘在方木板上。B.用圖釘把橡皮筋的一端固定在板上的A點(diǎn),在橡皮筋的另一端拴上兩條細(xì)繩,細(xì)繩的另一端系著繩套。C.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別勾住繩套,互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋伸長(zhǎng),結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O。記錄下O點(diǎn)的位置,讀出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。D.按選好的標(biāo)度,用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F1和F2的圖示,并用平行四邊形定則求出合力F'。E.只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì),通過(guò)細(xì)繩套拉橡皮筋使其伸長(zhǎng),讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),登記細(xì)繩的方向,按同一標(biāo)度作出這個(gè)力F的圖示。F.比較F'和F的大小和方向,看它們是否相同,得出結(jié)論。上述步驟中:(1)有重要遺漏的步驟的序號(hào)是和;(2)遺漏的內(nèi)容分別是和。

3.(2024浙江模擬)在“探究求合力的方法”的試驗(yàn)中。(1)已有試驗(yàn)器材:木板、白紙、圖釘、細(xì)繩套、橡皮筋、鉛筆、刻度尺,完成本試驗(yàn)還須要從下列器材中選取的試驗(yàn)器材是。

(2)本試驗(yàn)中“等效替代”的含義是。

A.橡皮筋可以用細(xì)繩替代B.彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)可以用有向線段來(lái)替代C.右側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果可以替代左側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果D.兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)共同作用的效果可以用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果替代(3)試驗(yàn)中,彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí)的指針位置如圖甲所示,此時(shí)示數(shù)為N。

(4)某同學(xué)得到合力與分力的大小和方向后,分別用三條帶箭頭的線段表示,并用虛線連接三條線段的箭頭端,如圖乙所示。該同學(xué)在數(shù)據(jù)處理中存在的錯(cuò)誤是。

A.兩個(gè)分力之間的夾角不是直角B.沒(méi)有選用統(tǒng)一的標(biāo)度表示力的大小C.連接三條線段箭頭時(shí)用虛線,應(yīng)當(dāng)用實(shí)線B級(jí)關(guān)鍵實(shí)力提升練4.在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的試驗(yàn)中,某同學(xué)用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上,將橡皮筋的一端固定在板上一點(diǎn),兩個(gè)細(xì)繩套系在橡皮筋的另一端。用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別拉住兩個(gè)細(xì)繩套,互成角度地施加拉力,使橡皮筋伸長(zhǎng),結(jié)點(diǎn)到達(dá)紙面上某一位置,如圖所示。請(qǐng)將以下的試驗(yàn)操作和處理補(bǔ)充完整:(1)用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)位置,記為O。(2)記錄兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1和F2,沿每條細(xì)繩套的方向用鉛筆分別描出兩個(gè)點(diǎn),用刻度尺把相應(yīng)的點(diǎn)連成線。(3)只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì),通過(guò)細(xì)繩套把橡皮筋的結(jié)點(diǎn)仍拉到位置O,記錄測(cè)力計(jì)的示數(shù)F3,。

(4)依據(jù)力的圖示要求,作出拉力F1、F2、F3。(5)依據(jù)力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F。(6)比較的一樣程度,若有較大差異,對(duì)其緣由進(jìn)行分析,并作出相應(yīng)的改進(jìn)后再次進(jìn)行試驗(yàn)。

5.某探討小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的試驗(yàn),所用器材有:方木板一塊,白紙,量程為0~5N的彈簧測(cè)力計(jì)兩個(gè),橡皮筋(帶兩個(gè)較長(zhǎng)的細(xì)繩套),刻度尺,圖釘(若干個(gè))。(1)詳細(xì)操作前,同學(xué)們提出了如下關(guān)于試驗(yàn)操作的建議,其中正確的有。

A.橡皮筋應(yīng)和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上B.重復(fù)試驗(yàn)再次進(jìn)行驗(yàn)證時(shí),結(jié)點(diǎn)O的位置可以與前一次不同C.運(yùn)用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí),施力方向應(yīng)沿彈簧測(cè)力計(jì)軸線;讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)正對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)刻度D.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度拉橡皮筋時(shí)的拉力必需都小于只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)的拉力(2)該小組的同學(xué)用同一套器材做了四次試驗(yàn),白紙上留下的標(biāo)注信息有結(jié)點(diǎn)位置O、力的標(biāo)度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點(diǎn),如下圖所示。其中對(duì)于提高試驗(yàn)精度最有利的是。

6.某同學(xué)用如圖所示的試驗(yàn)裝置來(lái)探究力的平行四邊形定則。如圖甲所示,先用兩根彈簧測(cè)力計(jì)一起拉橡皮筋,使橡皮筋伸長(zhǎng)到O點(diǎn);再改用一根彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋,也使橡皮筋伸長(zhǎng)到O點(diǎn)。試驗(yàn)時(shí),分別讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),并在貼于木板的白紙上記錄O點(diǎn)的位置及拉線的方向。(1)本次試驗(yàn)須要用到帶細(xì)繩套的橡皮筋,圖乙中最合適的是;

(2)某次彈簧測(cè)力計(jì)的指針位置如圖丙所示,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為N;

(3)某同學(xué)在坐標(biāo)紙上畫圖求合力,如圖丁所示,已知兩個(gè)力F1和F2,坐標(biāo)紙中小格的邊長(zhǎng)表示0.1N,用作圖法求出兩個(gè)力的合力,并在圖中標(biāo)注合力大小。

試驗(yàn):探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律1.BCF1與F2合成的理論值是通過(guò)平行四邊形定則算出的值,而實(shí)際測(cè)量值是單獨(dú)一個(gè)力拉O點(diǎn)時(shí)的值,因此F'是F1與F2合成的理論值,F是F1與F2合成的實(shí)際測(cè)量值,故A錯(cuò)誤,B正確。由于本試驗(yàn)是兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)與一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果相同,將兩個(gè)細(xì)繩換成兩根橡皮筋,不會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果,故C正確,D錯(cuò)誤。2.解析據(jù)驗(yàn)證力的平行四邊形定則的操作規(guī)程可知,有重要遺漏的步驟的序號(hào)是C、E。在C中未登記兩條細(xì)繩的方向;E中未說(shuō)明是否把橡皮筋的結(jié)點(diǎn)拉到了同一位置O。答案(1)CE(2)登記兩條細(xì)繩的方向把橡皮筋的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O3.解析(1)在“探究求合力的方法”的試驗(yàn)中,不須要鉤碼、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、天平,但是須要確定合力與分力的大小、方向,所以須要彈簧測(cè)力計(jì)。故選C。(2)本試驗(yàn)所采納的科學(xué)思想方法是等效替代法,其等效的思想是兩個(gè)分力的作用效果與合力的作用效果相同,即兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)共同作用的效果可以用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果替代。故選D。(3)圖甲中彈簧測(cè)力計(jì)的每一小格為0.1N,所以圖甲中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.65N。(4)由圖乙可知,該同學(xué)作力的圖示時(shí)沒(méi)有選取統(tǒng)一的標(biāo)度,在試驗(yàn)過(guò)程中兩分力不須要保證垂直,連接三條線段箭頭時(shí)用虛線。故選B。答案(1)C(2)D(3)2.65(4)B4.解析(3)用鉛筆描出繩上的兩個(gè)點(diǎn),用刻度尺把相應(yīng)點(diǎn)連成直線(畫拉力的方向),目的是畫出同兩分力產(chǎn)生相同效果的這個(gè)力的方向。(6)F與F3作比較,即比較用平行四邊形作出的合力和產(chǎn)生相同效果的實(shí)際的力是否相同,即可驗(yàn)證力的平行四邊形定則的正確性。答案(3)沿此時(shí)細(xì)繩套的方向用鉛筆描出兩個(gè)點(diǎn),用刻度尺把這兩點(diǎn)連成直線(6)F與F35.解析(1)做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的試驗(yàn)時(shí),橡皮筋和兩繩套夾角的角平分線沒(méi)有必要在一條直線上,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在同一次試驗(yàn)中要保持橡皮筋結(jié)點(diǎn)O在同一位置,但為了找尋普遍規(guī)律重復(fù)試驗(yàn)(或不同試驗(yàn)小組試驗(yàn))時(shí),結(jié)點(diǎn)O的位置可以不同,選項(xiàng)B正確;由彈簧測(cè)力計(jì)的運(yùn)用規(guī)則可知選項(xiàng)C正確;合力與分力的大小關(guān)系不確定,試驗(yàn)中沒(méi)有必要使兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí)拉力小于只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)的拉力,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。(2)A、D圖中選擇的力的標(biāo)度太大,不便利作圖,并且A圖中表示力的作用線的點(diǎn)離結(jié)點(diǎn)O太近不利于確定力的方向,選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤;C圖中試驗(yàn)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)太小,作圖誤差較大,不利于總結(jié)試驗(yàn)結(jié)論,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。故只有選項(xiàng)B最符合題意。答案(1)BC