要点归纳+真题演练 第三章 实验:探究力的合成规律—2021-2022学年同步学案新人教版(原卷版+解析版)

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要点归纳+真题演练 第三章 实验:探究力的合成规律—2021-2022学年同步学案新人教版(原卷版+解析版)

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实验:探究力的合成规律
【要点归纳】
知识点一、实验原理
使某个力F′的作用效果以及F1与F2的共同作用效果都是使橡皮条伸长到 ,所以F′为F1和F2的合力,作出 的图示,再根据平行四边形定则作出F1和F2的 的图示,比较 、 ,分析在实验误差允许的范围内是否 、 .
知识点二、实验目的
1.验证 ;
2.通过验证 ,培养用 法处理实验数据并得出结论的能力.
知识点三、实验器材
方木板一块,白纸,弹簧秤两个,橡皮条, ,三角板, ,图钉几个,铅笔.
知识点四、实验步骤
1.用图钉把 固定于方木板上,把橡皮筋的一端固定.
2.在橡皮筋的另一端系上细线,用两个弹簧测力计成 地通过细绳套把橡皮筋拉到某一点O.用铅笔记下O点的位置、两弹簧测力计的读数F1、F2和 .如图甲所示.
3.用一个弹簧测力计将 ,记下弹簧测力计的读数F和 .如图乙所示.
4.选定标度,作出力F1、F2和F的图示.
5.以F1、F2为邻边作平行四边形,并作出 (如图丙所示).
6.实验结论: .则力F对橡皮筋作用的效果与F1和F2共同作用的效果相同,所以力F就是F1和F2的合力.若已知两个力F1和F2,可以根据F1和F2做平行四边形,对角线F′就为合力.
知识点五、注意事项:
1.被测力的方向应与弹簧测力计轴线 ,拉动时弹簧 .
2.在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点O的位置 .
3.细绳套应适当长一些,便于确定力的方向.不要直接沿细绳套的方向画直线,应在细绳套末端用铅笔画一个点,取掉细绳套后,再将所 确定力的方向.
4.在同一次实验中,画力的图示所用的标度要 ,并且要恰当选取标度,使所作力的图示稍大些.
5.在具体实验时,两分力间夹角不宜过大,也不宜过小,以 之间为宜.
知识点六、实验误差分析
本实验误差的主要来源除弹簧测力计本身的误差外,还有 、 ,因此读数时眼睛一定要 ,要按有效数字正确读数和记录.两个分力F1、F2间夹角θ越大,用平行四边形定则作图得出的合力F的误差ΔF也越大,所以实验中不要把θ取得太大,同时夹角也不能 .
【真题演练】
1.(2020-2021学年河北省唐山一中高一(上)期中)(多选)某同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验时,为得到一组对应的分力和合力,他将橡皮条的一端固定在木板上,先用两个测力计拉动系在橡皮条E端的两根细绳,把橡皮条E端拉到O点,再改用一个测力计把橡皮条E端拉到O点,如图所示。下列实验操作和结论正确的是(  )
A.力F的作用效果与F1、F2共同作用的效果相同
B.测力计及细绳必须保持与木板平行,读数时视线要正对测力计刻度盘
C.用两个测力计同时拉细绳时,两绳之间的夹角应为
D.用两个测力计同时拉细绳时,只需记录两个测力计示数
2.(2020-2021学年海南省海口市海南中学高一(上)期中)(多选)如图所示,在验证平行四边形定则实验中,部分操作步骤如下:将橡皮筋的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细线。用两个弹簧测力计分别钩住两细线,并成一定角度水平拉橡皮筋。记录结点O的位置,同时还需记录(  )
A.橡皮筋的长度 B.橡皮筋的伸长量
C.两细线的方向 D.两测力计的读数
3.(2020-2021学年江苏省南京师大附中高一(上)期中)某同学进行“验证力的平行四边形定则”实验,试完成主要步骤:
(1)如图甲,将木板水平放好,用两只弹簧测力计B、C分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,记下结点的位置O点、两弹簧测力计的读数F1=4.00N和F2=5.40N以及________。
(2)用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条与细绳套的结点拉到_________,记下弹簧测力计的示数F(如图乙所示)=_______N,记下细绳套的方向。
(3)图丙中记录了F1、F2、F的方向,请选定合适的标度,以O为作用点,画出力F1、F2的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力F合,_________并量出F合=_________N;
(4)比较F与F合的一致程度,若有较大差异,对其原因进行分析,并作出相应的改进后再次进行实验。
(5)关于该实验的注意事项,下列说法中正确的是( )
A.对弹簧测力计调零时应将测力计竖直放置
B.F1、F2弹簧测力计的示数最好接近满量程
C.弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行
D.每次实验中两个分力间的夹角必须大于90°
4.(2020-2021学年安徽省合肥市第六中学高一(上)期中)在做“验证力的平行四边形定则的实验”中,某小组同学完成验证力的平行四边形定则实验操作后得到下图所示的数据图,记录下的信息有结点位置O、分力和合力的大小、表示力的作用线的点,请选好比例标度作图______,完成验证“力的平行四边形定则”的实验数据处理。
上图所示(A)(B)两图是其他小组两位同学得到的实验结果,其中哪一个图符合实际?______
5.(2020-2021学年福建省厦门外国语学校高一(上)期中)请完成“验证力的平行四边形定则”实验的相关内容。
(1)如图甲所示,在铺有白纸的水平木板上,橡皮条一端固定在A点,另一端拴两个细绳套。
(2)如图乙所示,用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条,使绳与橡皮条的结点伸长到某位置并记为O点,记下此时弹簧测力计的示数F1和F2及_______。
(3)如图丙所示,用一个弹簧测力计拉橡皮条,使绳与橡皮条结点拉到O点,记下此时弹簧测力计的示数F=_____N和细绳的方向。
(4)如图丁所示,已按一定比例作出了F1、F2和F′的图示,请用作图法作出F1和F2的合力F′_____。
(5)F′与F大小相等,方向略有偏差,如果此偏差仅由F1引起,则原因是F1与F2的夹角比真实夹角偏______。(填“大”或“小”)
6.(2020-2021学年黑龙江省哈尔滨市哈师大附中高一(上)期末)某同学在做“验证平行四边形定则”的实验中,遇到了以下问题。请帮助该同学解答。
(1)物理学中有很多物理方法,本实验采用的是___________。
A.类比实验法 B.等效替代法
C.控制变量法 D.极限法
(2)在做实验之前,该同学发现有一只弹簧测力计如图甲所示,则在使用前应该对弹簧测力计___________。
(3)如图乙所示的四个力F1、F2、F、F'中,力___________(填图中字母)是由一只弹簧测力计直接拉橡皮筋测得的。
(4)该同学已经作出了两个分力的力的图示,如图丙所示,方格中每边的长度表示0.5N,请帮助该同学用作图法在图丙中作出合力F的图示___________,并求出合力的大小为___________N(结果保留两位有效数字)
7.(2020-2021学年广东省广州市广东实验中学高一(上)期末)小柯同学用如图所示的装置验证“力的平行四边形定则”,其部分实验操作如下。请完成下列相关内容:
(1)本实验采用的科学方法是___________。
A.理想实验法 B.等效替代法
C.控制变量法 D.放大法
(2)实验主要步骤如下:
①在弹簧下端悬挂两个钩码,稳定后记录钩码的总数量和钩码重力的方向,弹簧末端的位置O_____(填“需要”或“不需要”)记录,然后卸下钩码;
②将两绳套系在弹簧下端,用两弹簧测力计将弹簧末端拉到同一位置O,记录细绳套AO、BO的方向及_______,图乙中B弹簧测力计的读数为_______N;
③在坐标纸上画出两弹簧测力计拉力FA、FB的大小和方向如图丙所示,请你在图丙中坐标纸上作出FA、FB的合力F'。( )
(3)弹簧所受的钩码拉力F如图丙所示。观察比较F和F’即可验证力的平行四边形定则。
8.(2020-2021学年天津市和平区第一中学高一(上)期末)一个实验小组在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某同学的实验情况如图所示,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。
(1)为了完成实验,在用两个完全相同的弹簧测力计成一定角度拉橡皮筋时,必须记录的有___________。
A.两细绳的方向
B.橡皮筋的原长
C.两细绳构成的角度
D.结点O的位置
(2)本实验中,采取下列哪些方法和步骤可以减小实验误差___________
A.两个分力F1、F2间的夹角尽可能小一些
B.两个分力F1、F2的大小要适当大一些
C.拉橡皮筋的细绳要稍短一些
D.实验中,弹簧测力计必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计刻度
(3)若将细绳OB或OC换成橡皮筋,则实验结果是否会发生变化?___________(选填“变化”或“不变化”)
9.(2020-2021学年江西省南昌市第十中学高一(上)期末)求实班某同学做“探究求合力的方法”实验.
(1)本实验需要用到带细绳套的橡皮筋,如图三根绳套中最合适的是__________;
(2)某次用弹簧秤拉橡皮筋时弹簧秤的指针位置如图所示,弹簧秤示数为________N;
(3)下列有关该实验的说法中,正确的是___________.
A.用两把弹簧秤和用一把弹簧秤拉时应将橡皮筋结点拉至同一位置
B.两分力的夹角越大越好
C.本实验应作出力的示意图来探究合力与分力的关系
10.(2020-2021学年湖北省荆州市沙市中学高一(上)期末)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,测得图中弹簧OC的劲度系数为500N/m。如图甲所示,用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧OC伸长1.00cm不变的条件下。
(1)弹簧秤a的读数是___________N(图乙中所示)。
(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°,保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变,减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角,则弹簧秤a的读数___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
11.(2020-2021学年河南省安阳市第一中学高一(上)期末)用等效代替法验证力的平行四边形定则的实验情况如图甲所示,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,图乙是白纸上根据实验结果画出的图。
(1)本实验中“等效代替”的含义是______;
A.橡皮筋可以用细绳替代
B.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
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.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
(2)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿着AO方向的是力是______。图中______是F1、F2合力的理论值;(填“F”或“F′”)
(3)完成该实验的下列措施中,能够减小实验误差的是______。
A.A、O间的距离越大越好
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。
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实验:探究力的合成规律
【要点归纳】
知识点一、实验原理
使某个力F′的作用效果以及F1与F2的共同作用效果都是使橡皮条伸长到同一点,所以F′为F1和F2的合力,作出F′的图示,再根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示,比较F、F′,分析在实验误差允许的范围内是否大小相等、方向相同.
知识点二、实验目的
1.验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则;
2.通过验证力的平行四边形定则,培养用图象法处理实验数据并得出结论的能力.
知识点三、实验器材
方木板一块,白纸,弹簧秤两个,橡皮条,细绳和细绳套各两个,三角板,刻度尺,图钉几个,铅笔.
知识点四、实验步骤
1.用图钉把白纸固定于方木板上,把橡皮筋的一端固定.
2.在橡皮筋的另一端系上细线,用两个弹簧测力计成某一角度地通过细绳套把橡皮筋拉到某一点O.用铅笔记下O点的位置、两弹簧测力计的读数F1、F2和两条细绳的方向.如图甲所示.
3.用一个弹簧测力计将同一条橡条筋拉到O点,记下弹簧测力计的读数F和细绳的方向.如图乙所示.
4.选定标度,作出力F1、F2和F的图示.
5.以F1、F2为邻边作平行四边形,并作出对角线(如图丙所示).
6.实验结论:F的图示和对角线在误差范围内重合.则力F对橡皮筋作用的效果与F1和F2共同作用的效果相同,所以力F就是F1和F2的合力.若已知两个力F1和F2,可以根据F1和F2做平行四边形,对角线F′就为合力.
知识点五、注意事项:
1.被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致,拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦.
2.在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点O的位置一定要相同.
3.细绳套应适当长一些,便于确定力的方向.不要直接沿细绳套的方向画直线,应在细绳套末端用铅笔画一个点,取掉细绳套后,再将所标点与O点连一直线确定力的方向.
4.在同一次实验中,画力的图示所用的标度要相同,并且要恰当选取标度,使所作力的图示稍大些.
5.在具体实验时,两分力间夹角不宜过大,也不宜过小,以60°~100°之间为宜.
知识点六、实验误差分析
本实验误差的主要来源除弹簧测力计本身的误差外,还有读数误差、作图误差,因此读数时眼睛一定要正视刻度,要按有效数字正确读数和记录.两个分力F1、F2间夹角θ越大,用平行四边形定则作图得出的合力F的误差ΔF也越大,所以实验中不要把θ取得太大,同时夹角也不能太小.
【真题演练】
1.(2020-2021学年河北省唐山一中高一(上)期中)(多选)某同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验时,为得到一组对应的分力和合力,他将橡皮条的一端固定在木板上,先用两个测力计拉动系在橡皮条E端的两根细绳,把橡皮条E端拉到O点,再改用一个测力计把橡皮条E端拉到O点,如图所示。下列实验操作和结论正确的是(  )
A.力F的作用效果与F1、F2共同作用的效果相同
B.测力计及细绳必须保持与木板平行,读数时视线要正对测力计刻度盘
C.用两个测力计同时拉细绳时,两绳之间的夹角应为
D.用两个测力计同时拉细绳时,只需记录两个测力计示数
【解析】 A.本实验研究合力与分力的关系,合力与分力是等效的,则力F的作用效果与F1、F2共同作用的效果,故A正确;
B.本实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边定则,为了减小实验误差,弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行,否则,作出的是拉力在纸面上的分力,误差较大。读数时视线必须与刻度尺垂直,防止视觉误差,故B正确;
C.两个分力间的夹角不要太大,也不要太小即可,不需要必须等于,故C错误;
D.用两个弹簧测力计同时拉动弹簧时,记录两个弹簧测力计示数和方向,故D错误。故选AB。
【答案】 AB
2.(2020-2021学年海南省海口市海南中学高一(上)期中)(多选)如图所示,在验证平行四边形定则实验中,部分操作步骤如下:将橡皮筋的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细线。用两个弹簧测力计分别钩住两细线,并成一定角度水平拉橡皮筋。记录结点O的位置,同时还需记录(  )
A.橡皮筋的长度 B.橡皮筋的伸长量
C.两细线的方向 D.两测力计的读数
【解析】 该实验的实验目的是验证力的平行四边形定则,方法是根据两个弹簧拉橡皮筋时两个拉力的大小和方向做出平行四边形求出其合力大小,然后与一个弹簧拉橡皮筋时的拉力大小进行比较,最后得出结论,故需要记录的是两弹力的大小和方向故选CD。
【答案】 CD
3.(2020-2021学年江苏省南京师大附中高一(上)期中)某同学进行“验证力的平行四边形定则”实验,试完成主要步骤:
(1)如图甲,将木板水平放好,用两只弹簧测力计B、C分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,记下结点的位置O点、两弹簧测力计的读数F1=4.00N和F2=5.40N以及________。
(2)用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条与细绳套的结点拉到_________,记下弹簧测力计的示数F(如图乙所示)=_______N,记下细绳套的方向。
(3)图丙中记录了F1、F2、F的方向,请选定合适的标度,以O为作用点,画出力F1、F2的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力F合,_________并量出F合=_________N;
(4)比较F与F合的一致程度,若有较大差异,对其原因进行分析,并作出相应的改进后再次进行实验。
(5)关于该实验的注意事项,下列说法中正确的是( )
A.对弹簧测力计调零时应将测力计竖直放置
B.F1、F2弹簧测力计的示数最好接近满量程
C.弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行
D.每次实验中两个分力间的夹角必须大于90°
【解析】 (1)[1]实验需要记下结点的位置O点、两弹簧测力计的读数F1=4.00N和F2=5.40N以及两细绳套的方向。
(2)[2]为使拉力作用效果相同,用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条与细绳套的结点拉到O点。
[3]弹簧测力计的示数
(3)[4]以5mm表示1N,做出两拉力的图示,然后由平行四边形定则做出两拉力的合力如图所示
[5]用刻度尺测出表示合力的线段长度为为21.5mm,
合力大小
(4)[6]A.应木板水平方向,用弹簧测力计在水平方向拉橡皮条,应在水平方向对弹簧测力计调零,A错误;
B.F1、F2弹簧测力计的示数应适当大些,但不能接近满量程,如果接近满量程,合力可能大于弹簧测力计的量程,用一个弹簧测力计拉橡皮条时会超出其量程,损坏弹簧测力计,B错误;
C.为减小实验误差,弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行,C正确;
D.每次实验中两个分力间的夹角应适当大些,但不一定必须大于90°,D错误。
故选C。
【答案】(1)两细绳套的方向(2)O点(3)3.90
(4)(5)4.30(6)C
4.(2020-2021学年安徽省合肥市第六中学高一(上)期中)在做“验证力的平行四边形定则的实验”中,某小组同学完成验证力的平行四边形定则实验操作后得到下图所示的数据图,记录下的信息有结点位置O、分力和合力的大小、表示力的作用线的点,请选好比例标度作图______,完成验证“力的平行四边形定则”的实验数据处理。
上图所示(A)(B)两图是其他小组两位同学得到的实验结果,其中哪一个图符合实际?______
【解析】 [1]如图选1.5cm表示1N的力,则力F1、F2为临边做平行四边形,得出合力F,如图所示
[2]根据二力平衡可知只使用一个弹簧秤时,其拉力的方向一定与橡皮筋拉力的方向相反,在一条直线上,所以A同学的图像不符合实际情况,B同学的正确。
故选B图。
【答案】 (1)(2)B图
5.(2020-2021学年福建省厦门外国语学校高一(上)期中)请完成“验证力的平行四边形定则”实验的相关内容。
(1)如图甲所示,在铺有白纸的水平木板上,橡皮条一端固定在A点,另一端拴两个细绳套。
(2)如图乙所示,用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条,使绳与橡皮条的结点伸长到某位置并记为O点,记下此时弹簧测力计的示数F1和F2及_______。
(3)如图丙所示,用一个弹簧测力计拉橡皮条,使绳与橡皮条结点拉到O点,记下此时弹簧测力计的示数F=_____N和细绳的方向。
(4)如图丁所示,已按一定比例作出了F1、F2和F′的图示,请用作图法作出F1和F2的合力F′_____。
(5)F′与F大小相等,方向略有偏差,如果此偏差仅由F1引起,则原因是F1与F2的夹角比真实夹角偏______。(填“大”或“小”)
【解析】 (1)[1]实验时用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条,使绳与橡皮条的结点伸长到某位置并记为O点,记下此时弹簧测力计的示数F1和F2及两细绳的方向;
(2)[2]分度值为0.1N,要估读到分度值下一位,弹簧测力计的示数3.00N;
(3)[3]由力的图示作出F1和F2的合力;
(4)[4]F′与F大小相等,方向略有偏差,此偏差仅由F1引起,由图可知,F1的方向使它与F2的方向夹角比真实值偏大。
【答案】 ①两细绳的方向 ②3.00 ③图见解析 ④大
6.(2020-2021学年黑龙江省哈尔滨市哈师大附中高一(上)期末)某同学在做“验证平行四边形定则”的实验中,遇到了以下问题。请帮助该同学解答。
(1)物理学中有很多物理方法,本实验采用的是___________。
A.类比实验法 B.等效替代法
C.控制变量法 D.极限法
(2)在做实验之前,该同学发现有一只弹簧测力计如图甲所示,则在使用前应该对弹簧测力计___________。
(3)如图乙所示的四个力F1、F2、F、F'中,力___________(填图中字母)是由一只弹簧测力计直接拉橡皮筋测得的。
(4)该同学已经作出了两个分力的力的图示,如图丙所示,方格中每边的长度表示0.5N,请帮助该同学用作图法在图丙中作出合力F的图示___________,并求出合力的大小为___________N(结果保留两位有效数字)
【解析】 (1)[1]在“验证力的平行四边形定则”的实验中,采用了合力的作用效果和分力的作用效果相同,即“等效替代”法,故选B;
(2)[2]使用前应该对弹簧测力计调零,使指针指到零位置;
(3)[3]弹簧测力计只能测出竖直方向的力,故是由一只弹簧测力计直接拉橡皮筋测得的;
(4)[4][5]根据力合成的“平行四边形定则”作图,如图所示:
做出图合力F占7格,故合力的大小为3.5N。
【答案】 (1)B (2)调零 (3) (4)见解析 (5)3.5
7.(2020-2021学年广东省广州市广东实验中学高一(上)期末)小柯同学用如图所示的装置验证“力的平行四边形定则”,其部分实验操作如下。请完成下列相关内容:
(1)本实验采用的科学方法是___________。
A.理想实验法 B.等效替代法
C.控制变量法 D.放大法
(2)实验主要步骤如下:
①在弹簧下端悬挂两个钩码,稳定后记录钩码的总数量和钩码重力的方向,弹簧末端的位置O_____(填“需要”或“不需要”)记录,然后卸下钩码;
②将两绳套系在弹簧下端,用两弹簧测力计将弹簧末端拉到同一位置O,记录细绳套AO、BO的方向及_______,图乙中B弹簧测力计的读数为_______N;
③在坐标纸上画出两弹簧测力计拉力FA、FB的大小和方向如图丙所示,请你在图丙中坐标纸上作出FA、FB的合力F'。( )
(3)弹簧所受的钩码拉力F如图丙所示。观察比较F和F’即可验证力的平行四边形定则。
【解析】 (1)[1]验证“力的平行四边形定则”实验用两个互成角度的弹簧测力计拉绳套到O点,其作用效果与用两个钩码来拉绳套相同,所以是等效替代法。
(2)①[2]实验中需要记录O点的位置,以便于确定两个互成角度的弹簧测力计拉绳套与其等效替代。
②[3][4]实验需要记录两个弹簧测力计的读数大小和方向,弹簧测力计的最小分度值为0.1N,需估读到0.01N,故读数为11.40N。
③[5]使用平行四边形定则,以FA和FB为两邻边做出平行四边形,其对角线即为合力F',如下图所示。
【答案】 (1)B (2)需要 (3)两弹簧测力计的读数(4)11.40
(5)
8.(2020-2021学年天津市和平区第一中学高一(上)期末)一个实验小组在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某同学的实验情况如图所示,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。
(1)为了完成实验,在用两个完全相同的弹簧测力计成一定角度拉橡皮筋时,必须记录的有___________。
A.两细绳的方向
B.橡皮筋的原长
C.两细绳构成的角度
D.结点O的位置
(2)本实验中,采取下列哪些方法和步骤可以减小实验误差___________
A.两个分力F1、F2间的夹角尽可能小一些
B.两个分力F1、F2的大小要适当大一些
C.拉橡皮筋的细绳要稍短一些
D.实验中,弹簧测力计必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计刻度
(3)若将细绳OB或OC换成橡皮筋,则实验结果是否会发生变化?___________(选填“变化”或“不变化”)
【解析】 (1)[1]为了完成实验,在用两个完全相同的弹簧测力计成一定角度拉橡皮筋时,必须记录的有两细绳的方向、两弹簧测力计的读数以及结点O的位置,故选AD;
(2)[2]AB.两个分力F1、F2的大小要适当大一些,选项A错误,B正确;
C.拉橡皮筋的细绳要稍长一些,以减小在记录力的方向时产生的误差,选项C错误;
D.实验中,弹簧测力计必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计刻度,选项D正确;故选BD。
(3)[3]若将细绳OB或OC换成橡皮筋,则实验结果不会发生变化;
【答案】 (1)AD (2)BD (3)不变化
9.(2020-2021学年江西省南昌市第十中学高一(上)期末)求实班某同学做“探究求合力的方法”实验.
(1)本实验需要用到带细绳套的橡皮筋,如图三根绳套中最合适的是__________;
(2)某次用弹簧秤拉橡皮筋时弹簧秤的指针位置如图所示,弹簧秤示数为________N;
(3)下列有关该实验的说法中,正确的是___________.
A.用两把弹簧秤和用一把弹簧秤拉时应将橡皮筋结点拉至同一位置
B.两分力的夹角越大越好
C.本实验应作出力的示意图来探究合力与分力的关系
【解析】 (1)[1]本实验中所用细绳应该长一些较好,则如图的三根绳套中最合适的是C;
(2)[2]如图所示弹簧秤示数为2.65N;
(3)[3]A.用两把弹簧秤和用一把弹簧秤拉时应将橡皮筋结点拉至同一位置,以保证等效性,选项A正确;
B.两分力的夹角大小要适当,并非越大越好,选项B错误;
C.本实验要以两个弹簧秤的拉力F1、F2为邻边做平行四边形,看对角线能否与用一个弹簧秤的拉力F重合来探究合力与分力的关系,选项D错误。
故选A。
【答案】 (1)C (2)2.65-2.69 (3)A
10.(2020-2021学年湖北省荆州市沙市中学高一(上)期末)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,测得图中弹簧OC的劲度系数为500N/m。如图甲所示,用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧OC伸长1.00cm不变的条件下。
(1)弹簧秤a的读数是___________N(图乙中所示)。
(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°,保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变,减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角,则弹簧秤a的读数___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
【解析】 (1)[1]由图乙所示弹簧测力计可知,其分度值为0.1N,弹簧测力计a的读数为3.00N。
(2)[2]改变弹簧秤b与OC的夹角时,由于保持弹簧伸长1.00cm不变,因而Fa与Fb的合力F保持不变,根据平行四边形定则,Fa、Fb合成的平行四边形OAC'B如图所示
当弹簧秤b与OC的夹角变小时,其力的合成的平行四边形为OA'C'B',由图可知a、b两弹簧秤的示数都将变大。
【答案】 (1)3.00 (2)变大
11.(2020-2021学年河南省安阳市第一中学高一(上)期末)用等效代替法验证力的平行四边形定则的实验情况如图甲所示,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,图乙是白纸上根据实验结果画出的图。
(1)本实验中“等效代替”的含义是______;
A.橡皮筋可以用细绳替代
B.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
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.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
(2)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿着AO方向的是力是______。图中______是F1、F2合力的理论值;(填“F”或“F′”)
(3)完成该实验的下列措施中,能够减小实验误差的是______。
A.A、O间的距离越大越好
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。
【解析】 (1)[1]实验采用了“等效法”,即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,故B正确,ACD错误。
(2)[2][3]向一定沿着AO方向的是用一个弹簧测力计时的拉力,即合力的实际值,为F′,合力的理论值是根据平行四边形合成的为F。
(3)[4]A.A、O间的距离不一定越大越好,适当即可,故A错误;
B.为减小实验误差,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,故B正确;
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,这样可以使得拉力方向测量更准确,故C正确;
D.使拉力F1和F2的夹角要适当,不宜过大或过小,故D错误;故选BC。
【答案】 (1)B (2)F′ (3)F (4)BC
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