高中物理-3-3-力的等效和替代规范训练-粤教版必修.doc

【创新设计】2013-2014学年高中物理（粤教版）必修一：3-4 力的合成与分解
(时间：60分钟)　　　　　　　　　　　　　　　　　　

知识点一　力的等效和替代
1．(单选)在光滑斜面上自由下滑的物体受到的力有 (　　)．
A．重力和斜面的支持力
B．重力、下滑力
C．重力、下滑力和斜面的支持力
D．重力、下滑力、正压力和斜面的支持力
解析　在光滑斜面上自由下滑的物体受到重力和斜面的支持力，下滑力是重力(引起的)分力，对斜面的正压力是物体对斜面的作用力，故A选项正确．
答案　A
2．(单选)关于物体受力分解问题，下列阐述中错误的是 (　　)．
A．斜面上的物体所受的重力，可以分解为使物体下滑的力和使物体挤压斜面的力
B．水平地面上的物体受到的斜向上的拉力，可以分解为水平向前拉物体的力和竖直向上提物体的力
C．水平地面上的物体受到的斜向下的推力，可以分解为水平向前拉物体的力和竖直向下压地面的力
D．据力的分解等知识可知，沿与水平方向成同一角度推拉水平地面上的物体，使其匀速运动，斜向上拉物体比斜向下推物体一般要省力
解析　力的分解一般按力的作用效果进行分解，故A、B正确；C项中，推力竖直向下的分力应作用在物体上，而不是作用在地面上；D项中，斜向上拉比斜向下推物体受到的摩擦力小．
答案　C
3．(单选)下图所示中所画重物P的重力方向正确的是 (　　)．

解析　重力的方向应竖直向下，重力的作用点应在物体的重心上，作力的示意图也必须画出大致的力的三要素，故符合条件的是选项D.
答案　D[

图3－3－6
4．(单选)如图3－3－6所示，用绳系一个物体绕过定滑轮，绳的一端在位置1、2、3时，绳的拉力分别为F1、F2、F3，绳对滑轮的压力大小分别为N1、N2、N3，设物体始终静止，则 (　　)．
A．F1>F2>F3，N1＝N2＝N3
B．F1N2>N3
D．F1＝F2＝F3，N1＝N2＝N3
解析　由于定滑轮只改变力的方向，故F1＝F2＝F3.绳对滑轮的压力为两绳拉力的合力，由于F1与物体对绳的拉力的夹角为0°，因此两力合力最大，即对滑轮压力最大．
答案　C
5．(双选)一个物体受两个共点力F1、F2作用，其合力大小为F，如果F1＝2 N，F＝5 N，则F2的大小可能是 (　　)．
A．2 N B．5 N
C．7 N D．8 N
解析　求两个力的合力，其大小范围为：|F1－F2|≤F≤F1＋F2，由合力的最大值和最小值去求解F2的大小范围．
由两个力的合成规律，应有F2－F1≤F≤F1＋F2，
即F2－2≤5≤2＋F2，所以3 N≤F2≤7 N.
故选项B、C正确，A、D错误．
答案　BC
知识点二　探究等效力
6．(单选)在“探究等效力”实验中，为了减小实验误差，下列做法不可行的是 (　　)．
A．描点、作图时的铅笔尖一些，并使图越大越好
B．拉橡皮条的细绳尽量长些
C．在用两个弹簧测力计拉时，两细绳的夹角越大越好
D．在用两个弹簧测力计拉时，两弹簧测力计的示数越大越好
解析　作图时比例大些，使弹簧测力计的示数大些，可以减小相对误差．拉橡皮条的细绳长些，可使记录绳的方向时，减少连线时的相对误差，因此A、B、D选项所说的要求都能起到减小相对误差的作用；在实验中，两个分力F1、F2的夹角θ过大，用平行四边形作图得到的合力F的误差越大，所以在实验中不要把θ角取得太大．

答案　C
7．(双选)在做完“探究等效力”的实验后，某同学将其实验操作过程进行了回顾，并在笔记本上记下如下几条体会，你认为他的体会中正确的是(　　)
A．用两只弹簧测力计拉橡皮条时，应使两细绳套间的夹角为90°，以便算出合力的大小
B．用两只弹簧测力计拉时合力的图示F与用一只弹簧测力计拉时图示F′不完全重合，在误差允许范围内，可以说明“力的平行四边形定则”成立
C．若F1、F2方向不变，而大小各增加1 N，则合力的方向也不变，大小也增加1 N
D．在用弹簧测力计拉橡皮条时，要使弹簧测力计的弹簧与木板平面平行
解析　用两只弹簧拉橡皮条时，两细绳套的夹角应在60°～120°范围，实验中不需要计算出合力的大小，没必要非得把绳套间夹角设定为90°，A错．实验中F与F′的图示不一定完全重合，只要两者长度差不多，夹角很小，就可以说明“力的平行四边形定则”成立，B对．F1、F2夹角不确定，它们的大小与合力F的大小关系不确定，不能通过F1、F2大小的变化来确定F大小的变化，C错．为减小读数和作图的误差，实验中用弹簧测力计拉橡皮条时，应使弹簧测力计与木板平面平行且弹簧测力计的轴线沿橡皮条或细绳套方向，D对．
答案　BD
8.

图3－3－7
(1)在“探究等效力”的实验中，某实验小组采用了如图3－3－7所示的实验装置．实验中，把橡皮条的一端固定在板上的G点，橡皮条的另一端拴上两条细绳套，将木板竖直固定好，在两条细绳套上分别挂上适当的钩码，互成角度拉橡皮条使之伸长，将结点拉到某一位置O，此时需要记下结点的位置O以及________和________．再用一条细绳套挂上适当的钩码把橡皮条拉长，使结点也到达同一个位置O，再次记录________和________．
(2)

图3－3－8
(单选)在“探究等效力”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套(如图3－3－8所示)．实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条．某同学认为在此过程中必须注意以下几项：
A．两根细绳必须等长
B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行
D．两细绳必须垂直
其中正确的是________(填入相应的字母)．
解析　(2)在本实验中细绳只是用来记录作用力的方向，两绳不必等长，也不必垂直；二力合成时，其合力方向不一定在两分力的夹角的角平分线上，因此，不必使橡皮条与两绳夹角的平分线在同一直线上；实验时弹簧测力计应与木板平面平行，使其读数与绳的作用力相等．故C项正确．
答案　(1)两细绳的方向　两组钩码的个数　该细绳的方向　钩码的个数
(2)C
9．(1)在做“探究等效力”的实验时，需要的器材有：方木板、白纸、细绳套两个、三角板、刻度尺、图钉几个，还需要___________________________
(2)在做上述实验时，在水平放置的木板上垫上一张白纸，把橡皮条的一端固定在板上，另一端结两个细绳套．通过细绳用两个互成角度的弹簧测力计拉橡皮条，使结点移到某一位置O，此时需记下：①__________；②__________；③____________.然后用一个弹簧测力计把橡皮条拉长，使结点到达____________，再记下________解析　实验中要记录橡皮条拉伸后O点的位置、弹簧测力计的读数及力的方向．
答案　(1)弹簧测力计两个、橡皮条一根、铅笔一支
(2)①O点位置　②细绳所指方向　③相应弹簧测力计读数　同一位置O点　弹簧测力计读数和此时细绳方向
10．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．实验时，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)(双选)实验时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)(双选)同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是________(填字母代号)

A．两细绳必须等长
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远些
解析　(1)实验中两次拉伸橡皮条时，应要求两次的作用效果必须完全相同，即橡皮条被拉伸的方向、长度完全相同，所以答案选B、D.
(2)对减小误差有益的做法是B、D.B做法能保证分力与合力在同一平面内，减小了作图误差；D做法能保证分力的方向测量更准确，减少了测量误差．实验时两细绳不必等长，两弹簧秤的示数也不一定要求相差较大，所以B、D正确．
答案　(1)BD　(2)BD
[
11．(双选)

图3－3－9
如图3－3－9所示，光滑斜面上物体重力mg分解为F1、F2两个力，下列说法中正确的是 (　　)．
A．F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力，F2是物体对斜面的压力
B．物体受到mg、FN、F1、F2四个力的作用
C．物体只受到重力mg和斜面的支持力FN的作用
D．力FN、F1、F2三力的作用效果与mg、FN两个力的作用效果相同

解析　F1、F2两个力是重力mg的两个分力，其作用效果与重力mg等效，性质与重力的性质相同，所以F2不是物体对斜面的压力而是使物体压紧斜面的力，物体只受重力mg和斜面支持力FN的作用．力的合成与分解的原理就是分力的作用效果与合力作用效果相同，考虑了合力作用效果后，就不能再考虑分力的作用效果，否则是重复考虑了力的作用效果，导致错误的结论，故C、D正确．
答案　CD
12．某同学用如图3-3-10所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向．

图3-3-10
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N.
(2)下列不必要的实验要求是 ________.(请填写选项前对应的字母)
A．应测量重物M所受的重力
B．弹簧测力计应在使用前校零
C．拉线方向应与木板平面平行
D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法．
解析　(1)由图知弹簧测力计的分度值为0.2 N，按“二分之一”估读法可知小数点后保留一位，故读得结果为3.6 N
(2)本实验中是利用平衡条件确定两拉力的合力——与重物M所受重力等值反向，故A是必要的．因弹簧测力计的零点误差影响到各拉力的测量值，且不能保证各拉力的真实值之比与测量值之比相等，故B也是必要的．因只有拉线方向与木板平行时才能保证各力在竖直板上记录的方向与真实方向相同，故C亦是必要的．由于本实验中只需测出两拉力的大小和方向以及重物的重力即可验证平行四边形定则，而测力计A的拉力不同时O点的位置就不同，故不可能也无必要使O点静止在同一位置，答案为D.
答案　(1)3.6　(2)D　(3)①改变弹簧测力计B拉力的大小；②减小重物M的质量．(或将A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B拉力的方向等)