2020高考物理復(fù)習(xí) 金版教程 實(shí)驗(yàn)三 驗(yàn)證力的平行四邊形定則練習(xí)

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1、限時(shí)規(guī)范特訓(xùn) (時(shí)間：45分鐘　分值：100分) 1. 在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，需要兩次拉伸橡皮條：一次是通過(guò)細(xì)繩用兩個(gè)彈簧秤互成角度地拉橡皮條，另一次是用一個(gè)彈簧秤通過(guò)細(xì)繩拉橡皮條，在這兩次拉伸中(　　) A．只要求將橡皮條拉到相同的長(zhǎng)度 B．要求將橡皮條沿相同的方向拉到相同的長(zhǎng)度 C．將彈簧秤拉到相同的刻度 D．將橡皮條和細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同的位置 解析：本實(shí)驗(yàn)要研究合力和分力的關(guān)系，把第一次兩個(gè)彈簧秤的拉力F1和F2看作第二次一個(gè)彈簧秤的拉力F的分力．而根據(jù)合力和分力的關(guān)系可知，只有當(dāng)F1、F2共同作用的效果和F單獨(dú)作用的效果相同時(shí)，才構(gòu)成分力和合力的關(guān)系．在

2、這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，用橡皮條在拉力作用下發(fā)生的變化來(lái)反映作用效果，這個(gè)變化包括橡皮條的伸長(zhǎng)方向和伸長(zhǎng)量?jī)身?xiàng)，用伸長(zhǎng)方向反映橡皮條所受合力的方向，用伸長(zhǎng)量反映橡皮條所受合力的大小，僅用伸長(zhǎng)量不能完整地反映力的作用效果．因此B選項(xiàng)正確，而A、C選項(xiàng)錯(cuò)誤．如果兩次拉動(dòng)使細(xì)繩和橡皮條的結(jié)點(diǎn)位于同一位置，橡皮條兩次的伸長(zhǎng)方向和伸長(zhǎng)量一定相同，因此D選項(xiàng)正確． 答案：BD 2. [2020·上海市模擬]在做“互成角度的兩個(gè)力的合成”的演示實(shí)驗(yàn)中，下列敘述中正確的是 (　　) A．兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力可以同時(shí)比橡皮條的拉力大 B．若橡皮條的拉力是合力，則兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是分力 C．兩次拉橡皮條時(shí)，需將橡皮

3、條拉到同一位置，這樣做的目的是保證兩次彈簧測(cè)力計(jì)拉的效果相同 D．若只增大某一只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力大小，而又要保證橡皮條結(jié)點(diǎn)的位置不變，只需調(diào)整另一只彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小即可 解析：當(dāng)兩彈簧測(cè)力計(jì)夾角較大時(shí)，合力小于彈簧測(cè)力計(jì)的拉力大小，即兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力可以同時(shí)比橡皮條的拉力大，A正確；若橡皮條的拉力是合力，則其兩個(gè)分力與兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力平衡，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)效果是指橡皮條的形變大小和方向，將橡皮條拉到同一位置，則兩次彈簧測(cè)力計(jì)拉的效果相同，所以C正確；只增大某一只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力大小，而合力不變，則另一只彈簧測(cè)力計(jì)拉力的方向一定變化，故D錯(cuò)誤． 答案：AC 3. 在“驗(yàn)證力的平行四邊

4、形定則”實(shí)驗(yàn)中，將橡皮條的一端固定在豎直放置的木板上，另一端系上兩根細(xì)繩OA、OB，O為兩細(xì)繩與橡皮條的結(jié)點(diǎn)，細(xì)繩OA跨過(guò)釘在木板上的光滑的釘子C，下端掛重力已知的鉤碼，細(xì)繩OB用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)勾住，如圖所示，可以通過(guò)改變鉤碼的個(gè)數(shù)和彈簧測(cè)力計(jì)的拉力調(diào)整橡皮條與兩細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)O的位置． (1)某同學(xué)認(rèn)為在此過(guò)程中必須注意以下幾項(xiàng)，其中正確的是(　　) A．兩細(xì)繩的夾角必須成90°，以便于算出兩細(xì)繩的合力 B．橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線(xiàn)在同一直線(xiàn)上 C．在使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)要注意使彈簧測(cè)力計(jì)與木板平面平行 D．只用彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩拉橡皮條時(shí)結(jié)點(diǎn)O達(dá)到的位置應(yīng)與鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)拉時(shí)

5、相同 (2)圖中OC與橡皮條延長(zhǎng)線(xiàn)的夾角為α，細(xì)繩OB與橡皮條延長(zhǎng)線(xiàn)的夾角為β，且α＋β>90°，下列操作正確的是(　　) A．增加鉤碼個(gè)數(shù)后，為使結(jié)點(diǎn)位置不變，應(yīng)減小β，同時(shí)減小彈簧測(cè)力計(jì)的拉力 B．增加鉤碼個(gè)數(shù)后，為使結(jié)點(diǎn)位置不變，應(yīng)增大β，同時(shí)增大彈簧測(cè)力計(jì)的拉力 C．保持鉤碼個(gè)數(shù)不變，將釘子向左移動(dòng)一些，為使結(jié)點(diǎn)位置不變，應(yīng)增大β，同時(shí)增大彈簧測(cè)力計(jì)的拉力 D．保持鉤碼個(gè)數(shù)不變，將釘子向左移動(dòng)一些，為使結(jié)點(diǎn)位置不變，應(yīng)減小β，同時(shí)增大彈簧測(cè)力計(jì)的拉力 解析：(1)兩細(xì)繩的夾角不一定成90°，兩分力不一定相等，因此橡皮條不一定與兩繩夾角的平分線(xiàn)在同一直線(xiàn)上． (2)增加鉤碼

6、個(gè)數(shù)后，結(jié)點(diǎn)向左下移，要使結(jié)點(diǎn)還在原位，若減小β，同時(shí)減小彈簧測(cè)力計(jì)的拉力會(huì)使結(jié)點(diǎn)偏離更遠(yuǎn)；應(yīng)增大β，同時(shí)增大彈簧測(cè)力計(jì)的拉力；保持鉤碼個(gè)數(shù)不變，將釘子向左移動(dòng)一些，即OC方向上的力大小不變，使力的方向順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，為使結(jié)點(diǎn)位置不變，由于α＋β>90°，從圖可以看出，β肯定減小，F(xiàn)2肯定增大．B、D正確． 答案：(1)CD　(2)BD 4. “研究共點(diǎn)力的合成”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，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，圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出的圖示． (1)圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是力________． (2)本實(shí)驗(yàn)采用的主要

7、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 (3)實(shí)驗(yàn)中可減小誤差的措施有(　　) A．兩個(gè)分力F1、F2的大小要盡量大些 B．兩個(gè)分力F1、F2間夾角要盡量大些 C．拉橡皮筋時(shí)，彈簧秤、橡皮筋、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行 D．拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些 解析：(1)單彈簧秤拉橡皮筋，需保證與兩個(gè)彈簧秤拉橡皮筋時(shí)等效，即結(jié)點(diǎn)O到同一位置，故方向一定沿AO的是F′.(2)本實(shí)驗(yàn)采用的主要科學(xué)方法是等效替代法．(3)本實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)源主要是摩擦力，故C正確；兩個(gè)分力F1、F2的大小要盡量大些，一是減小讀

8、數(shù)誤差，二是減小作圖誤差，故A正確；拉橡皮筋的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記要遠(yuǎn)一些，這樣便于確定拉力方向，作圖更準(zhǔn)確，故D正確；兩個(gè)分力F1、F2間夾角不宜過(guò)大或過(guò)小，那樣作圖不方便，容易產(chǎn)生誤差，故B錯(cuò)誤． 答案：(1)F′ (2)B (3)ACD 5. 如圖所示，用A、B兩彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條，使其伸長(zhǎng)到O點(diǎn)(α＋β<)，現(xiàn)保持A的讀數(shù)不變，而使夾角α減小，適當(dāng)調(diào)整彈簧測(cè)力計(jì)B的拉力大小和方向，可使O點(diǎn)保持不變，這時(shí)： (1)B的示數(shù)應(yīng)是(　　) A．一定變大 B．一定不變 C．一定變小 D．變大、不變、變小均有可能 (2)夾角β的變化應(yīng)是 (　　) A．一定變大 B．一定不變 C

9、．一定變小 D．變大、不變、變小均有可能 解析：“使O點(diǎn)保持不變”即表示A、B拉力的合力的大小和方向不變，則以O(shè)為圓心，以A的拉力大小為半徑畫(huà)圓弧如圖所示，根據(jù)平行四邊形定則，按題意α減小，可知B的拉力的大小和方向均發(fā)生相應(yīng)的變化，由圖可知B的拉力的大小和角度β都將變小，故(1)、(2)均選C. 答案：(1)C　(2)C 6. 做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中： (1)所說(shuō)的合力與兩個(gè)分力具有相同的效果，是指下列說(shuō)法中的________． A．彈簧秤的彈簧被拉長(zhǎng)相同長(zhǎng)度 B．兩彈簧秤相對(duì)橡皮條保持相同的角度 C．橡皮條受拉力產(chǎn)生相同的形變 D．使橡皮條在某一方向上伸長(zhǎng)到某一

10、相同的長(zhǎng)度 (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出力的圖示如圖．圖上標(biāo)出了F1、F2、F、F′四個(gè)力，其中________(填上述字母)不是由彈簧秤直接測(cè)得的；比較力________與________的大小和方向，若基本相同，則力的平行四邊形定則得到了驗(yàn)證． 解析：(1)若橡皮條在某方向上達(dá)到相同的長(zhǎng)度，則表明合力與兩個(gè)分力具有相同的效果．(2)F′是依據(jù)平行四邊形定則合成的力，比較F和F′的大小和方向，即可驗(yàn)證力的平行四邊形定則． 答案：(1)D　(2)F′　F　F′ 7. [2020·廣州測(cè)試]“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中 (1)部分實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)完成有關(guān)內(nèi)容： A．將一根橡皮筋的一端固

11、定在貼有白紙的豎直平整木板上，另一端綁上兩根細(xì)線(xiàn)． B．在其中一根細(xì)線(xiàn)上掛上5個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼，使橡皮筋拉伸，如圖1所示，記錄：__________、__________、__________. C．將步驟B中的鉤碼取下，分別在兩根細(xì)線(xiàn)上掛上4個(gè)和3個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼，用兩光滑硬棒B、C使兩細(xì)線(xiàn)互成角度，如圖2所示，小心調(diào)整B、C的位置，使__________，記錄__________． (2)如果“力的平行四邊形定則”得到驗(yàn)證，那么圖2中＝__________. 解析：(1)B.記錄鉤碼個(gè)數(shù)(或細(xì)線(xiàn)拉力)，橡皮筋與細(xì)線(xiàn)結(jié)點(diǎn)的位置O，細(xì)線(xiàn)的方向(說(shuō)明：能反映細(xì)線(xiàn)方向的其他記錄也可以)

12、 C．應(yīng)使橡皮筋與細(xì)線(xiàn)結(jié)點(diǎn)的位置與步驟B中結(jié)點(diǎn)位置重合，并記錄鉤碼個(gè)數(shù)和對(duì)應(yīng)的細(xì)線(xiàn)方向． (2)對(duì)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行受力分析，設(shè)每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為 m，由平衡條件可知，水平方向滿(mǎn)足： 4 mgcosα＝3 mgcosβ，所以＝. 答案：(1)見(jiàn)解析　(2) 8.有同學(xué)利用如圖所示的裝置來(lái)驗(yàn)證力的平行四邊形定則：在豎直木板上鋪有白紙，固定兩個(gè)光滑的滑輪A和B，將繩子打一個(gè)結(jié)點(diǎn)O，每個(gè)鉤碼的重量相等，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)，根據(jù)鉤碼個(gè)數(shù)讀出三根繩子的拉力TOA、TOB和TOC，回答下列問(wèn)題： (1)改變鉤碼個(gè)數(shù)，實(shí)驗(yàn)?zāi)芡瓿傻氖?　　) A．鉤碼的個(gè)數(shù)N1＝N2＝2，N3＝4 B．鉤碼的個(gè)數(shù)N1＝N

13、3＝3，N2＝4 C．鉤碼的個(gè)數(shù)N1＝N2＝N3＝4 D．鉤碼的個(gè)數(shù)N1＝3，N2＝4，N3＝5 (2)在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個(gè)步驟是(　　) A．標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O的位置，并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向 B．量出OA、OB、OC三段繩子的長(zhǎng)度 C．用量角器量出三段繩子之間的夾角 D．用天平測(cè)出鉤碼的質(zhì)量 (3)在作圖時(shí)，你認(rèn)為下圖中__________是正確的．(填“甲”或“乙”) 解析：(1)實(shí)驗(yàn)中的分力與合力的關(guān)系必須滿(mǎn)足：|F1－F2|

14、明同學(xué)在做“互成角度的兩個(gè)力的合成”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)以及兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小，如圖所示． (1)試在圖(a)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． (2)圖(b)所示是李明和張華兩位同學(xué)在做以上實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果，其中哪一個(gè)實(shí)驗(yàn)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)？(力F′是用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)的圖示) 答：__________________________________________________. (3)在以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的一位同學(xué)中，造成誤差的主要原因是：(至少寫(xiě)出兩種情況) 答：_____________________

15、_______________________________ _________________________________________________________. 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(xiàn)OF就表示合力F.(標(biāo)上箭頭表明方向) (2)作圖法得到的F必為平行四邊形的對(duì)角線(xiàn)，單個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F′一定與橡皮筋共線(xiàn)，故張華的實(shí)驗(yàn)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)． (3)F2的大小比真實(shí)值偏小且方向比真實(shí)方向偏左．作圖時(shí)兩虛線(xiàn)分別與F1線(xiàn)和F2線(xiàn)不嚴(yán)格平行． 答案：(1)如圖所示 (2)張華做的符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)　(3)見(jiàn)解析 10.

16、 如圖所示，某小組同學(xué)利用DIS實(shí)驗(yàn)裝置研究支架上力的分解．A、B為兩個(gè)相同的雙向力傳感器，該型號(hào)傳感器在受到拉力時(shí)讀數(shù)為正，受到壓力時(shí)讀數(shù)為負(fù)．A連接質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩，可沿固定的板做圓弧形移動(dòng)．B固定不動(dòng)，通過(guò)光滑鉸鏈連接長(zhǎng)0.3 m的桿．將細(xì)繩連接在桿右端O點(diǎn)構(gòu)成支架．保持桿在水平方向，按如下步驟操作： ①測(cè)量繩子與水平桿的夾角∠AOB＝θ ②對(duì)兩個(gè)傳感器進(jìn)行調(diào)零 ③用另一繩在O點(diǎn)懸掛一個(gè)鉤碼，記錄兩個(gè)傳感器讀數(shù) ④取下鉤碼，移動(dòng)傳感器A改變?chǔ)冉? 重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，得到表格. F1 1.001 0.580 … 1.002 … F2 －0.868 －0.291

17、 … 0.865 … θ 30° 60° … 150° … (1)根據(jù)表格，A傳感器對(duì)應(yīng)表中的力__________(選填“F1”或“F2”)．鉤碼質(zhì)量為_(kāi)_________kg(保留1位有效數(shù)字)． (2)本實(shí)驗(yàn)中多次對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)零，對(duì)此操作說(shuō)明正確的是 (　　) A．因?yàn)槭孪韧浟苏{(diào)零 B．何時(shí)調(diào)零對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有影響 C．為了消除橫桿自身重力對(duì)結(jié)果的影響 D．可以完全消除實(shí)驗(yàn)的誤差 解析：(1)A傳感器中的力均為正值；故A傳感器對(duì)應(yīng)的是表中力F1，平衡時(shí)， mg＝F1·sinθ，當(dāng)θ＝30°時(shí)，F(xiàn)1＝1.001 N，可求得 m＝0.05 kg. (2)在掛鉤碼之前，對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)零，目的是為了消除橫桿自身重力對(duì)結(jié)果的影響，故C正確． 答案：(1)F1　0.05　(2) C