2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 2.4.2實(shí)驗(yàn)二 驗(yàn)證力的平行四邊形定則知能檢測.doc

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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 2.4.2實(shí)驗(yàn)二 驗(yàn)證力的平行四邊形定則知能檢測 知識(shí)點(diǎn) 題號(hào) 實(shí)驗(yàn)原理 1、3 注意事項(xiàng)和誤差分析 2、7 實(shí)驗(yàn)步驟 6 數(shù)據(jù)處理 4、5 C．實(shí)驗(yàn)中，把橡皮條的另一端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩只彈簧測力計(jì)之間的夾角必須取90 D．實(shí)驗(yàn)中，要始終將其中一只彈簧測力計(jì)沿某一方向拉到最大量程，然后調(diào)節(jié)另一只彈簧測力計(jì)拉力的大小和方向，把橡皮條另一端拉到O點(diǎn) 解析：實(shí)驗(yàn)中合力的大小必須保持不變，即O點(diǎn)位置不允許變動(dòng)，A正確；實(shí)驗(yàn)中，不但要記錄彈簧測力計(jì)的讀數(shù)和O點(diǎn)位置，還要記錄兩拉力的方向，B錯(cuò)誤；本實(shí)驗(yàn)中在力的作用效果相同的情況下，兩彈簧測力計(jì)之間的夾角是任意的，C錯(cuò)誤；選項(xiàng)D中的操作，可能會(huì)超過彈簧測力計(jì)的彈性限度，因而錯(cuò)誤． 答案：A 3．某同學(xué)在家中嘗試“驗(yàn)證平行四邊形定則”，他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)；將兩條橡皮筋的一端分別拴在墻上的兩個(gè)釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點(diǎn)為O，將第三條橡皮筋的另一端通過細(xì)繩掛一重物，如圖所示． (1)為完成該實(shí)驗(yàn)，下述操作中必需的是________． a．測量細(xì)繩的長度 b．測量橡皮筋的原長 c．測量懸掛重物后橡皮筋的長度 d．記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置 (2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗(yàn)證，可采用的方法是____________________________． 解析：(1)運(yùn)用等效思想來驗(yàn)證平行四邊形定則，即要驗(yàn)證以兩力為鄰邊作平行四邊形，其對角線是否和合力相符．本小題中結(jié)點(diǎn)受三個(gè)力，其中兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向，故先測出各力的大小和方向，然后作出各力的圖示，以兩邊為鄰邊做平行四邊形，如果在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)平行四邊形的對角線與第三個(gè)力等大反向，即可驗(yàn)證．為測量各力的大小故需要記錄橡皮筋原長、懸掛重物后的長度以及記錄懸掛重物后O點(diǎn)的位置．故應(yīng)選b、c、d. (2)可以通過改變小重物改變各力的大?。? 答案：(1)bcd　(2)更換不同的小重物 4．(xx年六安模擬)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5 N、最小刻度為0.1 N的彈簧測力計(jì)，沿著兩個(gè)不同的方向拉彈簧測力計(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，如圖甲所示． (1)由圖可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力的大小分別為__________ N和________ N. (2)在如圖乙所示的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個(gè)力及它們的合力． 解析：(1)彈簧測力計(jì)的最小刻度為0.1 N，讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀一位，所以讀數(shù)分別為2.50 N和4.00 N. (2)取一個(gè)小方格的邊長表示0.50 N，作出兩個(gè)力及它們的合力如圖所示． 答案：(1)2.50　4.00　(2)見解析 5．某同學(xué)在學(xué)完“力的合成”后，想在家里做實(shí)驗(yàn)“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”．他從學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室里借來兩個(gè)彈簧秤，按如下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)． A．在墻上貼一張白紙用來記錄彈簧秤彈力的大小和方向 B．在一個(gè)彈簧秤的下端懸掛一裝滿水的水杯，記下靜止時(shí)彈簧秤的讀數(shù)F C．將一根大約30 cm長的細(xì)線從杯帶中穿過，再將細(xì)線兩端分別拴在兩個(gè)彈簧秤的掛鉤上．在靠近白紙?zhí)幱檬謱ΨQ地拉開細(xì)線，使兩個(gè)彈簧秤的示數(shù)相等，在白紙上記下細(xì)線的方向，彈簧秤的示數(shù)如圖甲所示 D．在白紙上按一定標(biāo)度作出兩個(gè)彈簧秤的彈力的圖示，如圖乙所示，根據(jù)力的平行四邊形定則可求出這兩個(gè)力的合力F′ (1)在步驟C中，彈簧秤的讀數(shù)為________N. (2)在步驟D中，合力F′＝________N. (3)若__________________，就可以驗(yàn)證力的平行四邊形定則． 解析：(1)彈簧秤讀數(shù)時(shí)需要估讀，最終的讀數(shù)要以有效數(shù)字的形式給出，根據(jù)圖甲彈簧秤指針的位置，可讀出力的大小為3.00 N. (2)根據(jù)力的大小可以用線段的長度來表示，利用刻度尺和三角板在圖乙上由已知的兩個(gè)力作出平行四邊形，測量出平行四邊形的對角線的長度，與標(biāo)度1 N的長度進(jìn)行比較，可求出F′的大小為(5.20.2) N. (3)若F′在豎直方向且數(shù)值與F近似相等，則在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)可以驗(yàn)證力的平行四邊形定則． 答案：(1)3.00　(2)5.20.2　(3)F′ 在豎直方向且數(shù)值與F近似相等 6．“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，請完成有關(guān)內(nèi)容： A．將一根橡皮筋的一端固定在貼有白紙的豎直平整木板上，另一端綁上兩根細(xì)線． B．在其中一根細(xì)線上掛上5個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼，使橡皮筋拉伸，如圖甲所示，記錄：________、________、________. C．將步驟B中的鉤碼取下，分別在兩根細(xì)線上掛上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)線互成角度，如圖乙表示，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，那么圖乙中＝________. 解析：(1)根據(jù)驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)步驟可知：B中應(yīng)記錄的是：結(jié)點(diǎn)O的位置；鉤碼個(gè)數(shù)(或細(xì)線拉力大小)；拉力方向(或細(xì)線方向)．C中調(diào)整B、C位置的目的是使橡皮筋與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)O與步驟B中記錄的結(jié)點(diǎn)位置重合，需要記錄的是細(xì)線方向和鉤碼個(gè)數(shù)(或細(xì)線拉力大小)． (2)若平行四邊形定則得到驗(yàn)證，設(shè)每個(gè)鉤碼重為G，則F＝5G、F1＝4G、F2＝3G，由三角函數(shù)關(guān)系可知三力恰好構(gòu)成直角三角形，則cos α＝3/5，cos β＝4/5，所以cos α/cos β＝3/4. 答案：(1)結(jié)點(diǎn)O的位置　鉤碼個(gè)數(shù)　拉力方向(或細(xì)線方向)　橡皮筋與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)O與步驟B中結(jié)點(diǎn)位置重合　鉤碼個(gè)數(shù)和對應(yīng)細(xì)線的方向　(2) 7．李明同學(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)以及兩只彈簧秤拉力的大小，如圖所示． (1)試在圖中作出無實(shí)驗(yàn)誤差情況下F1和F2的合力圖示，并用F表示此力． (2)有關(guān)此實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是________． A．兩彈簧秤的拉力可以同時(shí)比橡皮筋的拉力大 B．橡皮筋的拉力是合力，兩彈簧秤的拉力是分力 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秤拉力的效果相同 D．若只增大某一只彈簧秤的拉力大小而要保證橡皮筋結(jié)點(diǎn)位置不變，只需調(diào)整另一只彈簧秤拉力的大小即可 (3)如圖所示是張華和李明兩位同學(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′是用一只彈簧秤拉時(shí)的圖示) (4)在以上比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的一位同學(xué)中，造成誤差的主要原因是什么？(至少寫出兩種情況) 解析：(1)根據(jù)平行四邊形定則，作出如圖所示的合力． (2)根據(jù)合力與分力的關(guān)系，兩個(gè)分力都可以大于合力，因此兩彈簧秤的拉力可以同時(shí)比橡皮筋的拉力大，A正確；橡皮筋的拉力與兩彈簧秤的拉力的合力等大反向，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)中的敘述正確；若只增大某一只彈簧秤的拉力大小而要保證橡皮筋結(jié)點(diǎn)位置不變，只調(diào)整另一只彈簧秤拉力的大小不一定能達(dá)到效果，有時(shí)還要調(diào)整方向，D錯(cuò)誤． (3)張華做的符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)． (4)①F1的方向比真實(shí)方向偏左．②F2的大小比真實(shí)值偏大且方向比真實(shí)方向偏左．③作圖時(shí)兩虛線不分別與F1線和F2線平行． 答案：(1)圖見解析　(2)AC　(3)張華　(4)見解析