2019-2020年高中物理 第3章 6實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證力的平形四邊形定則課時(shí)作業(yè)（含解析）新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中物理 第3章 6實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證力的平形四邊形定則課時(shí)作業(yè)（含解析）新人教版必修1 1．“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)原理是等效原理，其等效性是指(　　) A．使彈簧測(cè)力計(jì)在兩種情況下發(fā)生相同的形變 B．使兩分力與合力滿(mǎn)足平行四邊形定則 C．使兩次橡皮條伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度相等 D．使兩次橡皮條與兩繩套的結(jié)點(diǎn)都與O點(diǎn)重合 【解析】　“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)中，兩次拉伸橡皮條時(shí)，伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度及伸長(zhǎng)的方向均相同，兩分力與合力的作用效果才相同，才具有等效替代關(guān)系；因此C錯(cuò)誤，D正確；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力的大小和方向是可以改變的，A錯(cuò)誤；合力與分力間一定滿(mǎn)足平行四邊形定則，不是人為造成的，故B也錯(cuò)誤． 【答案】　D 2．(xx鄭州質(zhì)量檢測(cè))某同學(xué)利用如圖3－6－5所示的裝置探究共點(diǎn)力合成的規(guī)律，圖中GE是橡皮條，圖甲表示用兩個(gè)互成角度的拉力牽拉橡皮條，圖乙表示用一個(gè)拉力牽拉橡皮條，下列說(shuō)法正確的是(　　) 3－6－5 A．圖甲中兩個(gè)拉力的方向必須相互垂直 B．甲、乙兩圖中，橡皮條拉伸方向EO必須水平 C．甲、乙兩圖中必須將橡皮條拉到相同位置O D．圖甲中實(shí)驗(yàn)完成后，可更換橡皮條，繼續(xù)進(jìn)行圖乙中實(shí)驗(yàn) 【解析】　兩次測(cè)量中拉力作用效果相同，因此必須將橡皮條拉到相同位置O，不需要兩個(gè)拉力相互垂直，拉伸方向也不需要必須水平，實(shí)驗(yàn)中不能更換橡皮筋，故選C. 【答案】　C 3．(多選)在做完“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)后，某同學(xué)將其實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程進(jìn)行了回顧，并在筆記本上記下如下幾條體會(huì)，你認(rèn)為他的體會(huì)中正確的是(　　) A．用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)，應(yīng)使兩細(xì)繩套間的夾角為90，以便算出合力的大小 B．用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)合力的圖示F與用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)圖示F′不完全重合，在誤差允許范圍內(nèi)，可以說(shuō)明“力的平行四邊形定則”成立 C．若F1、F2方向不變，而大小各增加1 N，則合力的方向也不變，大小也增加1 N D．在用彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)，要使彈簧測(cè)力計(jì)的彈簧與木板平面平行 【解析】　用兩只彈簧拉橡皮條時(shí)，兩細(xì)繩套的夾角約在60～120范圍，實(shí)驗(yàn)中不需要計(jì)算出合力的大小，沒(méi)必要非得把繩套間夾角設(shè)定為90，A錯(cuò)．實(shí)驗(yàn)中F與F′的圖示不一定完全重合，只要兩者長(zhǎng)度差不多，夾角很小，就可以近似驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”，B對(duì)．F1、F2夾角不確定，它們的大小與合力F的大小關(guān)系不確定，不能通過(guò)F1、F2大小的變化來(lái)確定F大小的變化，C錯(cuò)．為減小讀數(shù)和作圖的誤差，實(shí)驗(yàn)中用彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)，應(yīng)使彈簧測(cè)力計(jì)與木板平面平行且彈簧測(cè)力計(jì)的軸線(xiàn)沿橡皮條或細(xì)繩套方向，D對(duì)． 【答案】　BD 4．在“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出力的圖示，如圖3－6－6所示，圖上標(biāo)出F1、F2、F、F′四個(gè)力，其中________(填上述字母)不是由彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)得的；若F與F′的________基本相等，________基本相同，說(shuō)明力的平行四邊形定則得到了驗(yàn)證． 圖3－6－6 【解析】　位于平行四邊形對(duì)角線(xiàn)上的那個(gè)力是理論值，不是真正實(shí)驗(yàn)測(cè)量所對(duì)應(yīng)的力，只要作出的對(duì)角線(xiàn)方向、長(zhǎng)短與實(shí)驗(yàn)得到力的有向線(xiàn)段差不多重合且等長(zhǎng)，則在誤差允許范圍內(nèi)，可認(rèn)為平行四邊形定則得到了驗(yàn)證． 【答案】　F′　　大小　　方向 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(lái)兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，按如下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)． A．在墻上帖一張白紙用來(lái)記錄彈簧測(cè)力計(jì)彈力的大小和方向 B．在一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的下端懸掛一裝滿(mǎn)水的水杯，記下靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F C．將一根大約30 cm長(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)從杯帶中穿過(guò)，再將細(xì)線(xiàn)兩端分別拴在兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上．在靠近白紙?zhí)幱檬謱?duì)稱(chēng)地拉開(kāi)細(xì)線(xiàn)，使兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)相等，在白紙上記下細(xì)線(xiàn)的方向，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖3－6－7甲所示． D．在白紙上按一定標(biāo)度作出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)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′. 3－6－7 (1)在步驟C中，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為_(kāi)_______ 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)彈簧測(cè)力計(jì)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)題圖甲彈簧測(cè)力計(jì)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(xiàn)段的長(zhǎng)度來(lái)表示 ，利用刻度尺和三角板在題圖乙上，由已知的兩個(gè)力作出平行四邊形，測(cè)量出兩力之間的對(duì)角線(xiàn)的長(zhǎng)度，與標(biāo)度為1N的長(zhǎng)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，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．(xx江蘇高考)小明通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則． (1)實(shí)驗(yàn)記錄紙如圖3－6－8所示，O點(diǎn)為橡皮筋被拉伸后伸長(zhǎng)到的位置，兩彈簧測(cè)力計(jì)共同作用時(shí)，拉力F1和F2的方向分別過(guò)P1和P2點(diǎn)；一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí)，拉力F3的方向過(guò)P3點(diǎn)．三個(gè)力的大小分別為F1＝3.30 N、F2＝3.85 N和F3＝4.25 N．請(qǐng)根據(jù)圖中給出的標(biāo)度作圖求出F1和F2的合力． 圖3－6－8 (2)仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)，小明懷疑實(shí)驗(yàn)中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．他用彈簧測(cè)力計(jì)先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長(zhǎng)度，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同，于是進(jìn)一步探究了拉伸過(guò)程對(duì)橡皮筋彈性的影響． 實(shí)驗(yàn)裝置如圖3－6－9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(diǎn)，下端N掛一重物．用與白紙平行的水平力緩慢地移動(dòng)N，在白紙上記錄下N的軌跡．重復(fù)上述過(guò)程，再次記錄下N的軌跡． 圖3－6－9 圖3－6－10 兩次實(shí)驗(yàn)記錄的軌跡如圖3－6－10所示．過(guò)O點(diǎn)作一條直線(xiàn)與軌跡交于a、b兩點(diǎn)，則實(shí)驗(yàn)中橡皮筋分別被拉伸到a和b時(shí)所受拉力Fa、Fb的大小關(guān)系為_(kāi)_______． (3)(多選)根據(jù)(2)中的實(shí)驗(yàn)，可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有(　　) A．橡皮筋的長(zhǎng)度與受到的拉力成正比 B．兩次受到的拉力相同時(shí)，橡皮筋第2次的長(zhǎng)度較長(zhǎng) C．兩次被拉伸到相同長(zhǎng)度時(shí)，橡皮筋第2次受到的拉力較大 D．兩次受到的拉力相同時(shí)，拉力越大，橡皮筋兩次的長(zhǎng)度之差越大 (4)根據(jù)小明的上述實(shí)驗(yàn)探究，請(qǐng)對(duì)驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)提出兩點(diǎn)注意事項(xiàng)． 【解析】　(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(duì)． (2)根據(jù)力的平衡F＝mgtan θ，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(shí)，橡皮筋第2次的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，B項(xiàng)正確；根據(jù)題圖，兩次被拉伸到相同長(zhǎng)度時(shí)，即oa＝ob，根據(jù)F＝mgtanθ，橡皮筋第2次受到的拉力較小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；從題圖可以看出，兩次受到的拉力相同時(shí)，拉力越大，橡皮筋兩次的長(zhǎng)度之差越大，D正確，A錯(cuò)誤． (4)橡皮筋拉伸不宜過(guò)長(zhǎng)；選用新橡皮筋．(或拉力不宜過(guò)大，選用彈性好的橡皮筋；換用彈性好的彈簧) 【答案】　(1)見(jiàn)解析圖　(2)Fa＝Fb　(3)BD (4)橡皮筋拉伸不宜過(guò)長(zhǎng)；選用新橡皮筋(或拉力不宜過(guò)大；選用彈性好的橡皮筋；換用彈性好的彈簧)