高中物理 第三章 相互作用 課后提升訓(xùn)練 實驗2 實驗驗證力的平行四邊形定則 新人教版必修1

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1、 課后提升訓(xùn)練 實驗:驗證力的平行四邊形定則 (25分鐘　50分) 1.(12分)(2017上饒高一檢測)(1)在做“驗證力的平行四邊形定則”實驗時,橡皮條的一端固定在木板上,另一端系上兩根細繩,細繩的另一端都有繩套。實驗中需用兩個彈簧測力計分別勾住繩套把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點,則下列說法中正確的是 A.兩根細繩必須等長 B.同一次實驗中,O點位置不允許變動 C.實驗中,把橡皮條的另一端拉到O點時,兩個彈簧測力計之間的夾角必須取 90 D.實驗中,要始終將其中一個彈簧測力計沿某一方向拉到最大量程,然后調(diào)節(jié)另一彈簧測力計拉力的大小和方向,把

2、橡皮條另一端拉到O點 (2)如圖所示是甲、乙兩位同學(xué)在做本實驗時得到的結(jié)果,其中F是用作圖法得到的合力,F′是通過實驗測得的合力,則哪個實驗結(jié)果是符合實驗事實的?________(選填“甲”或“乙”)。 【解析】(1)細繩的作用是能顯示出力的方向,所以不一定要等長,故A錯誤;本實驗研究合力與分力的關(guān)系,合力與分力是等效的,同一次實驗過程中,O點位置不能變動,以保證橡皮條伸長的長度相同,效果相同,故B正確;只要橡皮條的另一端兩次都拉到O點,達到相同效果,拉力方向沒有限制,兩彈簧測力計之間的夾角不需要取90,故C錯誤;本實驗,彈簧測力計的拉力應(yīng)不超過量程,兩個彈簧測力計拉力的大小沒有要求,

3、只要使兩次實驗效果相同就行,故D錯誤。故選B。 (2)F1、F2合力的理論值是指通過平行四邊形定則求出的合力值,而其實驗值是指一個彈簧測力計拉橡皮條時所測得的數(shù)值,一定沿AO方向,由此可知F是F1、F2合力的理論值,F′是合力的實驗值;由于誤差的存在,作圖法得到的合力與實驗值有一定的差別,故甲更符合實驗事實。 答案:(1)B　(2)甲 【補償訓(xùn)練】 (2017懷化高一檢測)在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中,需要將橡皮條的一端固定在水平木板上A點,另一端系上兩根細繩,細繩的另一端都有繩套。實驗中需用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套,并互成角度地拉橡皮條至某一確定的O點,如圖所示。 (1

4、)某同學(xué)認為在此過程中必須注意以下幾項: A.兩彈簧測力計的拉力必須等大 B.同一次實驗過程中,O點的位置不允許變動 C.為了減小誤差,兩彈簧測力計的讀數(shù)必須接近量程 其中正確的是____________。(填選項前的字母) (2)上述實驗中所說的合力與兩個分力具有相同的效果,是指下列說法中的______。 A.彈簧測力計的彈簧被拉長 B.固定橡皮條的圖釘受拉力產(chǎn)生形變 C.繩套受拉力產(chǎn)生形變 D.使橡皮條在同一方向上伸長同一長度 【解析】(1)兩彈簧測力計的彈力大小要適中,但不一定大小相同,也不一定必須接近彈簧測力計的量程,A、C錯。只有將繩套與橡皮條的結(jié)點每次都拉至O點

5、,橡皮條才沿同一方向產(chǎn)生相同的形變,彈簧測力計的拉力才產(chǎn)生相同的效果,B對。 (2)該實驗中所說的合力與兩個分力具有相同的效果,是指合力與兩個分力分別拉橡皮條時,使橡皮條在同一方向上伸長同一長度,D對。 答案:(1)B　(2)D 2.(12分)(2015安徽高考)在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中,某同學(xué)用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上,將橡皮條的一端固定在板上一點,兩個細繩套系在橡皮條的另一端。用兩個彈簧測力計分別拉住兩個細繩套,互成角度地施加拉力,使橡皮條伸長,結(jié)點到達紙面上某一位置,如圖所示。請將以下的實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

6、個彈簧測力計的示數(shù)F1和F2,沿每條細繩(套)的方向用鉛筆分別描出幾個點,用刻度尺把相應(yīng)的點連成線; (3)只用一個彈簧測力計,通過細繩套把橡皮條的結(jié)點仍拉到位置O,記錄測力計的示數(shù)F3,_________________________________________________; (4)按照力的圖示要求,作出拉力F1、F2、F3; (5)根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F; (6)比較____________的一致程度,若有較大差異,對其原因進行分析,并作出相應(yīng)的改進后再次進行實驗。 【解題指南】解答本題時應(yīng)從以下兩點進行分析: (1)力是矢量,實驗中既要記錄力的

7、大小,還要記錄力的方向。 (2)數(shù)據(jù)處理時要作出力的圖示而非力的示意圖。 【解析】用一個彈簧測力計把橡皮條的結(jié)點拉到位置O后,除了記錄測力計的示數(shù)F3的大小外,還要記錄拉力F3的方向,作出F3的圖示,與F1、F2的合力F比較即可驗證。 答案:(3)沿此時細繩(套)的方向用鉛筆描出幾個點,用刻度尺把這些點連成直線　(6)F和F3 3.(12分)將橡皮筋的一端固定在A點,另一端拴上兩根細繩,每根細繩分別連著一個量程為5N、分度值為0.1N的彈簧測力計。沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計。當(dāng)橡皮筋的活動端拉到O點時,兩根細繩相互垂直,如圖甲所示。這時彈簧測力計的讀數(shù)可從圖中讀出。 (1)由

8、圖可讀出兩個相互垂直的拉力的大小分別為________N和________N。(只需讀到0.1N) (2)在圖乙的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力。 【解析】從圖中可知,豎直方向的彈簧測力計的讀數(shù)為2.5N,水平方向的彈簧測力計的讀數(shù)為4.0N。因為讀數(shù)2.5N、4.0N均是0.5N的整數(shù)倍,因此,選方格紙中一個小方格的邊長表示0.5N,應(yīng)用平行四邊形定則,即可畫出兩個力以及它們的合力。 答案:(1)4.0(2.5)　2.5(4.0) (2)如圖所示: 4.(14分)(2017煙臺高一檢測)在“探究求合力的方法”實驗中,現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細繩套和一把彈簧

9、測力計。 (1)為完成實驗,某同學(xué)另找來一根彈簧,先測量其勁度系數(shù),得到的實驗數(shù)據(jù)如表: 彈力F/N 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 伸長量 x/10-2m 0.74 1.80 2.80 3.72 4.60 5.58 6.42 用作圖法求得該彈簧的勁度系數(shù)k=________N/m。 (2)某次實驗中,彈簧測力計的指針位置如圖所示,其讀數(shù)為______N;同時利用(1)中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為2.50N,請在圖中畫出這兩個共點力的合力F合。 (3)由圖得到F合=________N。 【解析】(1)根據(jù)表

10、中數(shù)據(jù)描點,得到一條過原點的直線,如圖所示,直線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù),則k==N/m=53N/m。 (2)讀出彈簧測力計的讀數(shù)為2.10N。以O(shè)為頂點,畫出兩繩套方向就是兩拉力方向,再確定并畫好力的標度,畫出兩拉力的圖示,以兩拉力為鄰邊作出平行四邊形,畫出平行四邊形的對角線,即合力F合,如圖所示。 (3)用刻度尺量出合力的長度,根據(jù)確定的標度算出合力的大小。 答案:(1)53(說明:2內(nèi)均可) (2)2.10(說明:有效數(shù)字位數(shù)正確,0.02內(nèi)均可) 圖見解析　(3)3.3(說明:0.2內(nèi)均可) 【補償訓(xùn)練】 小明通過實驗驗證力的平行四邊形定則。 (1)實驗記錄紙如

11、圖所示,O點為橡皮筋被拉伸后伸長到的位置,兩彈簧測力計共同作用時,拉力F1和F2的方向分別過P1和P2點;一個彈簧測力計拉橡皮筋時,拉力F3的方向過P3點。三個力的大小分別為F1=3.30N、F2=3.85N和F3=4.25N。請根據(jù)圖中給出的標度作圖求出F1和F2的合力。 (2)仔細分析實驗,小明懷疑實驗中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化,影響實驗結(jié)果。他用彈簧測力計先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長度,發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同,于是進一步探究了拉伸過程對橡皮筋彈性的影響。實驗裝置如圖所示,將一張白紙固定在豎直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于O點,下端N掛一重物。用與白紙平行的水平力緩慢地移動N,在白紙

12、上記錄下N的軌跡。重復(fù)上述過程,再次記錄下N的軌跡。 兩次實驗記錄的軌跡如圖所示。過O點作一條直線與軌跡交于a、b兩點,則實驗中橡皮筋分別被拉伸到a和b時所受拉力Fa、Fb的大小關(guān)系為___________。 (3)根據(jù)(2)中的實驗,可以得出的實驗結(jié)果有(　　)(填寫選項前的字母) A.橡皮筋的長度與受到的拉力成正比 B.兩次受到的拉力相同時,橡皮筋第2次的長度較長 C.兩次被拉伸到相同長度時,橡皮筋第2次受到的拉力較大 D.兩次受到的拉力相同時,拉力越大,橡皮筋兩次的長度之差越大 (4)根據(jù)小明的上述實驗探究,請對驗證力的平行四邊形定則實驗提出兩點注意事項。 【解析】(

13、1)用直尺作出如圖所示的力的示意圖,得到F合=4.6～4.9N都算對。(2)根據(jù)力的平衡F=mgtanθ,所以Fa=Fb,θ為橡皮筋被拉伸的方向與豎直方向的夾角。(3)選B、D。根據(jù)題圖,兩次受到的拉力相同時,橡皮筋第2次的長度較長,B項正確;根據(jù)題圖,兩次被拉伸到相同長度時,即Oa=Ob′,根據(jù)F=mgtanθ,橡皮筋第2次受到的拉力較小,C項錯誤;從題圖可以看出,兩次受到的拉力相同時,拉力越大,橡皮筋兩次的長度之差越大,D正確,A錯誤。(4)橡皮筋拉伸不宜過長;選用新橡皮筋。(或拉力不宜過大;選用彈性好的橡皮筋;換用彈性好的彈簧) 答案:(1)見解析圖　(2)Fa=Fb　(3)B、D　(4)橡皮筋拉伸不宜過長;選用新橡皮筋。(或拉力不宜過大;選用彈性好的橡皮筋;換用彈性好的彈簧) 我國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)，需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，改變粗放式增長模式，不斷優(yōu)化經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)經(jīng)濟健康可持續(xù)發(fā)展進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，推進新型城鎮(zhèn)化，推動城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因：我國經(jīng)濟發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調(diào)等現(xiàn)實挑戰(zhàn)。