新教材2024-2025學(xué)年高中物理第4章力與平衡實驗探究兩個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

試驗:探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律A級必備學(xué)問基礎(chǔ)練1.(多選)在“探究求合力的方法”的試驗中,某同學(xué)的試驗狀況如圖甲所示,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,OB和OC為細(xì)繩。圖乙是在白紙上依據(jù)試驗結(jié)果畫出的力的圖示,下列說法正確的是()A.圖乙中的F是力F1和F2合力的理論值,F'是力F1和F2合力的實際測量值B.圖乙中的F'是力F1和F2合力的理論值,F是力F1和F2合力的實際測量值C.在試驗中,假如將細(xì)繩也換成橡皮筋,那么對試驗結(jié)果沒有影響D.在試驗中,假如將細(xì)繩也換成橡皮筋,那么對試驗結(jié)果有影響2.某同學(xué)做“驗證力的平行四邊形定則”的試驗時,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,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.用兩個彈簧測力計分別勾住繩套,互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋伸長,結(jié)點到達(dá)某一位置O。記錄下O點的位置,讀出兩個彈簧測力計的示數(shù)。D.按選好的標(biāo)度,用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示,并用平行四邊形定則求出合力F'。E.只用一個彈簧測力計,通過細(xì)繩套拉橡皮筋使其伸長,讀出彈簧測力計的示數(shù),登記細(xì)繩的方向,按同一標(biāo)度作出這個力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”的試驗中。(1)已有試驗器材:木板、白紙、圖釘、細(xì)繩套、橡皮筋、鉛筆、刻度尺,完成本試驗還須要從下列器材中選取的試驗器材是。

(2)本試驗中“等效替代”的含義是。

A.橡皮筋可以用細(xì)繩替代B.彈簧測力計的讀數(shù)可以用有向線段來替代C.右側(cè)彈簧測力計的作用效果可以替代左側(cè)彈簧測力計的作用效果D.兩個彈簧測力計共同作用的效果可以用一個彈簧測力計的作用效果替代(3)試驗中,彈簧測力計拉橡皮筋時的指針位置如圖甲所示,此時示數(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)處理中存在的錯誤是。

A.兩個分力之間的夾角不是直角B.沒有選用統(tǒng)一的標(biāo)度表示力的大小C.連接三條線段箭頭時用虛線,應(yīng)當(dāng)用實線B級關(guān)鍵實力提升練4.在“驗證力的平行四邊形定則”的試驗中,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,兩個細(xì)繩套系在橡皮筋的另一端。用兩個彈簧測力計分別拉住兩個細(xì)繩套,互成角度地施加拉力,使橡皮筋伸長,結(jié)點到達(dá)紙面上某一位置,如圖所示。請將以下的試驗操作和處理補充完整:(1)用鉛筆描下結(jié)點位置,記為O。(2)記錄兩個彈簧測力計的示數(shù)F1和F2,沿每條細(xì)繩套的方向用鉛筆分別描出兩個點,用刻度尺把相應(yīng)的點連成線。(3)只用一個彈簧測力計,通過細(xì)繩套把橡皮筋的結(jié)點仍拉到位置O,記錄測力計的示數(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。

5.某探討小組做“驗證力的平行四邊形定則”的試驗,所用器材有:方木板一塊,白紙,量程為0~5N的彈簧測力計兩個,橡皮筋(帶兩個較長的細(xì)繩套),刻度尺,圖釘(若干個)。(1)詳細(xì)操作前,同學(xué)們提出了如下關(guān)于試驗操作的建議,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)試驗再次進(jìn)行驗證時,結(jié)點O的位置可以與前一次不同C.運用彈簧測力計時,施力方向應(yīng)沿彈簧測力計軸線;讀數(shù)時視線應(yīng)正對彈簧測力計刻度D.用兩個彈簧測力計互成角度拉橡皮筋時的拉力必需都小于只用一個彈簧測力計時的拉力(2)該小組的同學(xué)用同一套器材做了四次試驗,白紙上留下的標(biāo)注信息有結(jié)點位置O、力的標(biāo)度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點,如下圖所示。其中對于提高試驗精度最有利的是。

6.某同學(xué)用如圖所示的試驗裝置來探究力的平行四邊形定則。如圖甲所示,先用兩根彈簧測力計一起拉橡皮筋,使橡皮筋伸長到O點;再改用一根彈簧測力計拉橡皮筋,也使橡皮筋伸長到O點。試驗時,分別讀出彈簧測力計的示數(shù),并在貼于木板的白紙上記錄O點的位置及拉線的方向。(1)本次試驗須要用到帶細(xì)繩套的橡皮筋,圖乙中最合適的是;

(2)某次彈簧測力計的指針位置如圖丙所示,彈簧測力計示數(shù)為N;

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

試驗:探究兩個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平行四邊形定則算出的值,而實際測量值是單獨一個力拉O點時的值,因此F'是F1與F2合成的理論值,F是F1與F2合成的實際測量值,故A錯誤,B正確。由于本試驗是兩個彈簧測力計與一個彈簧測力計的作用效果相同,將兩個細(xì)繩換成兩根橡皮筋,不會影響試驗結(jié)果,故C正確,D錯誤。2.解析據(jù)驗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是C、E。在C中未登記兩條細(xì)繩的方向;E中未說明是否把橡皮筋的結(jié)點拉到了同一位置O。答案(1)CE(2)登記兩條細(xì)繩的方向把橡皮筋的結(jié)點拉到同一位置O3.解析(1)在“探究求合力的方法”的試驗中,不須要鉤碼、打點計時器、天平,但是須要確定合力與分力的大小、方向,所以須要彈簧測力計。故選C。(2)本試驗所采納的科學(xué)思想方法是等效替代法,其等效的思想是兩個分力的作用效果與合力的作用效果相同,即兩個彈簧測力計共同作用的效果可以用一個彈簧測力計的作用效果替代。故選D。(3)圖甲中彈簧測力計的每一小格為0.1N,所以圖甲中彈簧測力計的示數(shù)為2.65N。(4)由圖乙可知,該同學(xué)作力的圖示時沒有選取統(tǒng)一的標(biāo)度,在試驗過程中兩分力不須要保證垂直,連接三條線段箭頭時用虛線。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點,用刻度尺把相應(yīng)點連成直線(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)生相同效果的實際的力是否相同,即可驗證力的平行四邊形定則的正確性。答案(3)沿此時細(xì)繩套的方向用鉛筆描出兩個點,用刻度尺把這兩點連成直線(6)F與F35.解析(1)做“驗證力的平行四邊形定則”的試驗時,橡皮筋和兩繩套夾角的角平分線沒有必要在一條直線上,選項A錯誤;在同一次試驗中要保持橡皮筋結(jié)點O在同一位置,但為了找尋普遍規(guī)律重復(fù)試驗(或不同試驗小組試驗)時,結(jié)點O的位置可以不同,選項B正確;由彈簧測力計的運用規(guī)則可知選項C正確;合力與分力的大小關(guān)系不確定,試驗中沒有必要使兩個彈簧測力計拉橡皮筋時拉力小于只用一個彈簧測力計時的拉力,選項D錯誤。(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離結(jié)點O太近不利于確定力的方向,選項A、D錯誤;C圖中試驗時彈簧測力計的示數(shù)太小,作圖誤差較大,不利于總結(jié)試驗結(jié)論,選項C錯誤。故只有選項B最符合題意。答案(1)BC