2021届高三物理一轮复习讲解-学生版-第十讲-验证力的平行四边形定则.docx

第十讲 验证力的平行四边形定则
1．在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳．试验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条．
(1)试验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的________(填字母代号)．
A．将橡皮条拉伸相同长度即可
B．将橡皮条沿相同方向拉到相同长度
C．将弹簧秤都拉伸到相同刻度
D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
(2)同学们在操作过程中有如下谈论，其中对减小试验误差有益的说法是________(填字母代号)．
A．两细绳必需等长
B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要近些
2．在“探究共点力合成规律”的试验中，某同学经受了以下试验步骤：
A．在白纸上按比例做出两个力F1和F2的图示，依据平行四边形定则作图求出合力F；
B．只用一个测力计，通过细绳把橡皮筋拉同样长度；
C．登记两个测力计F1和F2的读数，并且记录它们的方向；
D．在水平放置的木板上，垫一张白纸，把橡皮筋的一端固定在板上P点，用两条细绳连接在橡皮筋的另一端，通过细绳同时用两个测力计互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋与细绳的连接点到达某一位置O，并登记此位置，如上图所示；
E．登记测力计的读数F′和细绳方向，按同一比例作出这个力的图示，比较这个实测合力F′和按平行四边形定则求出的合力F，看它们的大小和方向是否相近；
F．用刻度尺测量出P、O之间的距离并记录；
G．转变两测力计拉力的大小和方向，多次重复试验，从试验得出结论．
(1)上述试验步骤有明显的错误，这个步骤是________(填选项前的字母)；正确的操作应为________。
(2)上述试验步骤中有一步骤是多余的，这个步骤是________(填选项前的字母)；
(3)将以上试验步骤按正确挨次排列，应为________(填选项前的字母)．
3．用等效代替法验证力的平行四边形定则的试验状况如下图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是白纸上依据试验结果画出的图．
(1)本试验中“等效代替”的含义是________．
A．橡皮筋可以用细绳替代
B．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果
C．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果
D．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代
(2)图乙中的F与F′两力中，方向确定沿着AO方向的是________，图中________是F1、F2合力的理论值，______是合力的试验值．
(3)完成该试验的下列措施中，能够减小试验误差的是________．
A．拉橡皮筋的绳细一些且长一些
B．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行
C．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
D．使拉力F1和F2的夹角很小
4．在“探究求合力的方法”试验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤．(1)为完成试验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的试验数据如下表：
弹力F(N)
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
伸长量x(10－2 m)
0.74
1.80
2.80
3.72
4.60
5.58
6.42
依据表中数据在下图中作出F－x图象并求得该弹簧的劲度系数k＝________N/m；

(2)某次试验中，弹簧秤的指针位置如上图所示，其读数为______N；同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N，请在下列虚线框中画出这两个共点力的合力F合；

(3)由图得到F合＝________N.
5．甲、乙、丙三位同学做“互成角度的两个力的合成”试验，所用弹簧测力计的量程为0～5 N，他们都把橡皮条的一端固定在木板上的A点，橡皮条的另一端通过细绳连接弹簧测力计，用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，如下图所示，此时细绳都与平板平行，用F1和F2表示拉力的方向和大小．
甲同学：F1和F2的方向相互垂直，F1＝3.0 N、F2＝3.8 N；乙同学：F1和F2方向间的夹角约为30°，F1＝F2＝4.0 N；丙同学：F1和F2方向间的夹角约为120°，F1＝F2＝4.0 N．这三位同学中操作不正确的是哪一位？并说明缘由．

探究弹力和弹簧伸长的关系
1．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的试验中，以下说法正确的是(　　)．
A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度
B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态
C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等
2．在“探究弹力和弹簧伸长关系”的试验中，某试验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端，进行测量，依据试验所测数据，利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图象，如图所示．依据图象回答以下问题．
(1)弹簧的原长为________．
(2)弹簧的劲度系数为________．
(3)分析图象，总结出弹簧弹力F跟弹簧长度L之间的关系式为________．
3．用如图甲所示的装置测定弹簧的劲度系数，被测弹簧一端固定于A点，另一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码，旁边竖直固定一最小刻度为mm的刻度尺，当挂两个钩码时，绳上确定点P对应刻度如下图乙中ab虚线所示，再增加一个钩码后，P点对应刻度如下图乙中cd虚线所示，已知每个钩码质量为50 g，重力加速度g＝9.8 m/s2，则被测弹簧的劲度系数为________N/m，挂三个钩码时弹簧的形变量为________cm.
4．某同学利用如图(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的试验．
(1)在安装刻度尺时，必需使刻度尺保持________状态．
(2)他通过试验得到如下图(b)所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线．由此图线可得该弹簧的原长x0＝________ cm，劲度系数k＝________ N/m.
(3)他又利用本试验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如下图(c)所示时，该弹簧的长度x＝________ cm.
5．某试验小组做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的试验．试验时，先把弹簧平放在桌面上，用刻度尺测出弹簧的原长L0＝4.6 cm，再把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码均登记对应的弹簧的长度x，数据记录如下表所示.
钩码个数
1
2
3
4
5
弹力F/N
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
弹簧的长度x/cm
7.0
9.0
11.0
13.0
15.0
(1)依据表中数据在图中作出F-x图线；
(2)由此图线可得，该弹簧劲度系数k＝________N/m；
(3)图线与x轴的交点坐标大于L0的缘由_________________________________________.