第7讲 实验:探究两个互成角度的力的合成规律 课件(59页PPT)+跟踪检测(有解析)

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第7讲 实验:探究两个互成角度的力的合成规律(重点实验)
第 7讲
1
实验知能/系统归纳
2
实验关键/重点解读
3
课时跟踪检测
CONTENTS
目录
实验知能/系统归纳
一、理清原理与操作
1.原理装置图
如果两个互成角度的力F1、F2作用于挂在橡皮条一端的小圆环上,与只用一个力F作用于小圆环上都能使小圆环伸长到同一点,也就是作用效果相同,则F为F1和F2的合力。用力的图示作出F1、F2和F,比较它们的大小和方向,找出其中的规律。
2.操作要领
等效 同一次实验中两次把橡皮条拉长后的结点O位置必须保持不变
拉力 沿弹簧测力计轴线方向拉(与板面平行),橡皮条、弹簧测力计和细绳套与板面平行;两分力F1、F2的夹角不要太大或太小
记录 记下每次各力的大小和方向,标记方向的两点尽量远些
作图 选定比例要相同,严格按力的图示要求作平行四边形求合力
二、掌握数据处理方法
1.用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画直线,按选定的标度作出这两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示。
2.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤中只用一个弹簧测力计的拉力F的图示。
3.用虚线将拉力F的箭头端与拉力F1、F2的箭头端连接起来,观察所围成的四边形是否为平行四边形。然后,改变两个力的大小和方向,重做实验,确认所围成的四边形是否为平行四边形。
三、注意实验细节
位置不变 在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同,是为了使合力的作用效果与两个分力共同作用效果相同,这是利用了等效替代的思想
角度合适 用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,其夹角不宜太小,也不宜太大,以60°~100°之间为宜
力度适中 在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些。细绳套应适当长一些,便于确定力的方向
标度统一 在同一次实验中,画力的图示选定的标度要相同,并且要恰当选取标度,使力的图示稍大一些
续表
四、做好误差分析
偶然误差 读数误差和作图误差,读数时眼睛一定要正视刻度,根据有效数字要求正确读数和记录
系统误差 弹簧测力计本身的误差
实验关键/重点解读
本实验是利用等效替代法探究两个互成角度的力的合成规律。但因实验器材与数据处理方法的不同,实验操作过程与要求也有所不同,高考命题常以结点是否需要固定、合力与分力的大小是否需要测出具体数值作为考查的关键点。
关键点(一) 是否需要固定结点
题点训练
1.(2024·重庆高三统考)某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验,主要实验步骤如下:
①轻质光滑小圆环(可视为质点)挂在橡皮条的一端,另一端固定,橡皮条刚好伸直无弹力,长度为GE;
②用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环,小圆环受到拉力F1、F2的共同作用,处于O点,记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数并记录其方向;
③撤去F1、F2,改用一个力F单独拉住小圆环,________,读出弹簧测力计的示数并记录其方向;
④做出三力的图示,猜想它们的关系,再用作图工具进行检验,并改变拉力F1、F2的大小和方向,重做上述实验,验证猜想。
(1)其中步骤③中,横线上应填入的内容是__________________
__________________________________________________________。
(2)本实验采用的科学方法是________。
A.理想实验法 B.控制变量法
C.等效替代法 D.转换法
(3)实验用的弹簧测力计标记的单位为N,某次实验如图丙所示,则测力计示数F1=________ N,欲使F1大小和小圆环位置不变,F2稍增加,下列方法可行的是________。
A.F1绕O点顺时针稍转动、F2绕O点顺时针稍转动
B.F1绕O点逆时针稍转动、F2绕O点顺时针稍转动
C.F1绕O点顺时针稍转动、F2绕O点逆时针稍转动
D.F1绕O点逆时针稍转动、F2绕O点逆时针稍转动
解析:(1)步骤③是只用一个弹簧测力计,将小圆环拉到同一位置O点,使F的作用效果与F1、F2同时作用时相同。
(2)实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同,采用的科学方法是等效替代法。故选C。
(3)测力计的精度为0.1 N,所以F1=4.00 N。
保持小圆环位置不变,F1、F2的合力不变,由平行四边形定则作图可知,保持F1大小不变,方向绕O点顺时针稍转动、F2绕O点顺时针稍转动可使F2的值增加。故选A。
答案:(1)仍使小圆环处于O点 (2)C (3)4.00 A
2.甲同学尝试用如图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,下端
用细线挂一重物Q,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点的位置和细线的方向。
(1)图中弹簧测力计a的示数为________ N。
(2)下列不必要的操作是________。(请填写选项前对应的字母)
A.弹簧测力计应在使用前校零
B.细线方向应与木板平面平行
C.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)乙同学换用弹簧测力计拉橡皮筋的方式验证平行四边形定则,用两弹簧测力计将橡皮筋拉到O′点,测力计读数分别为F1和F2,用一个弹簧测力计拉橡皮筋到O′点时读数为F′,通过作图法验证平行四边形定则,四幅图中符合实际情况的是________。
解析:(1)根据测力计读数规则,弹簧测力计a的示数为5.80 N。
(2)根据验证“力的平行四边形定则”实验要求,弹簧测力计应在使用前校零,细线方向应与木板平面平行,改变拉力,进行多次实验,每次不必使O点静止在同一位置,所以不必要的操作是C。
(3)用一个弹簧测力计拉橡皮筋到O′点时的拉力F′的方向一定与橡皮筋在同一直线上,用两个弹簧测力计拉橡皮筋到O′点,在误差允许的范围内,两弹簧测力计拉力的合力F方向与橡皮筋可以不在同一直线上,所以符合实际情况的是图C。
答案:(1) 5.80 (2)C (3)C
归纳建模
1.在用拉橡皮条做本实验时,同一次实验中,两次拉橡皮条的作用效果应相同,必须保证结点的位置相同(如第1题)。
2.若实验过程中,不是“先用两根绳去拉,再用一根绳拉并使它的作用效果与两根绳拉的作用效果相同”,而是“用三根绳直接拉结点O”,则不必保证结点O固定不变。如第2题中O点的位置在不同次实验中是可以不同的。
1.某学习小组在课外做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。
(1)该实验需要用到如图甲所示的弹簧测力计,并
用对拉的方法选择弹簧测力计。有两种选择方案,方
案一:两弹簧测力计竖直悬挂在铁架台上对拉;方案
二:两弹簧测力计置于尽量光滑的水平桌面上对拉。
下列说法正确的是________。
关键点(二) 是否测量力的具体值
题点训练
A.弹簧测力计使用前必须进行调零
B.对拉的两个弹簧测力计的量程需一致
C.若方案一的两弹簧测力计读数相等,则可正常使用
D.若方案二的两弹簧测力计读数相等,则可正常使用
(2)该学习小组使用的弹簧测力计量程为5.00 N,将橡皮条一端固定,先用两只弹簧测力计将橡皮条另一端拉到某一位置,标记为O点,紧靠细绳标记A、B两点及记录弹簧测力计读数;
然后用一只弹簧测力计将其拉至O点,紧靠细绳标记C点及记录弹簧测力计读数,该小组完成的某次实验数据记录在图乙中。
①为探究两个互成角度的力的合成规律,请按实验要求在图乙中完成作图;
②结合图乙,分析实验过程与结果,请至少给出一个方法以减小该实验的实验误差:_________________________________________
___________________________________________________________。
解析:(1)对拉弹簧测力计是为了校准两弹簧测力计,但是在校准前必须调零,然后在水平面上对拉两弹簧测力计,若其读数相等,则可正常使用,竖直方向上对拉时应考虑弹簧自身重力的影响,并且与弹簧的量程无关,所以A、D正确,B、C错误。
(2)①如图所示。②适当增大两细绳的夹角或增大A、B两点到O点的距离。
答案:(1)AD (2)①见解析图 ②适当增大两细绳的夹角或增大A、B两点到O点的距离
2.(2024·德州一中检测)某实验小组用橡皮筋验证力的平行四边形定则,实验步骤如下:
①取三条规格相同的橡皮筋,用刻度尺测量并记录它们的自然长度;
②用弹簧测力计分别将三条橡皮筋拉至相同的长度,若弹簧测力计的示数相同,则继续进行后续实验;
③将三条橡皮筋的一端系在一起,再将其中两条
的另一端分别固定在贴有白纸的水平木板上的M、N
两点,如图所示;
④将第三条橡皮筋的另一端P系一细绳,用力拉细绳,使三条橡皮筋的结点静止在某位置,在白纸上将该位置记作O,同时记录三条橡皮筋的方向和长度;
⑤以结点位置O为起点,分别沿OM、ON方向和PO方向作出线段OM′、ON′、OP′,使每条线段的长度与各自对应的橡皮筋的伸长量成正比。
⑥以线段OM′、ON′为邻边作平行四边形,若对角线同线段OP′重合,则说明两个力和它们的合力符合平行四边形定则。
⑦重复以上实验步骤中的④⑤⑥,多做几次实验。
请完成以下问题:
(1)以下说法正确的是________。
A.该实验所选用三条橡皮筋的自然长度要相等
B.步骤②的目的是验证三条橡皮筋的劲度系数是否相同
C.步骤④中拉细绳的力可以不与木板平行
D.步骤⑦中多次实验结点静止时的位置O必须在同一位置
(2)若第二次实验同第一次相比较,OM、ON夹角不变,OM、OP的夹角变小,橡皮筋OP长度不变,则橡皮筋OM长度________,橡皮筋ON长度________。(选填“变大”“变小”或“不变”)
解析:(1)三条橡皮筋的规格相同,自然长度要相等,且劲度系数要相同,步骤②的目的是验证三条橡皮筋的劲度系数是否相同,故A、B正确;拉线方向必须与木板平面平行,这样才确保力的大小准确性,故C错误;改变拉力,进行多次实验,每次没必要使O点在同一位置,故D错误。
(2)若第二次实验同第一次相比较,OM、ON夹角不变,OM、OP的夹角变小,橡皮筋OP长度不变,由平行四边形定则可知,橡皮筋OM长度变小,橡皮筋ON长度变大。
答案:(1)AB (2)变小 变大
归纳建模
1.利用弹簧测力计拉橡皮条与细绳的结点到某位置的实验,合力和分力的大小应测出具体值[如第1题第(2)问]。
2.若用一条遵循胡克定律的橡皮筋替代弹簧测力计完成本实验,合力和分力的具体大小可以不用测出,只要根据橡皮筋的伸长量大小和方向按比例作出力的图示即可(如第2题)。
课时跟踪检测
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1.(2023·全国乙卷)在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有:木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下列实验步骤:
①用图钉将白纸固定在水平木板上。
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②将橡皮条的一端固定在木板上,另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上,它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计,小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力F1和F2的大小,并___。(多选,填正确答案标号)
A.用刻度尺量出橡皮条的长度
B.用刻度尺量出两细线的长度
C.用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置
D.用铅笔在白纸上标记出两细线的方向
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③撤掉一个测力计,用另一个测力计把小圆环拉到__________,由测力计的示数得到拉力F的大小,沿细线标记此时F的方向。
④选择合适标度,由步骤②的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作F1和F2的合成图,得出合力F′的大小和方向;按同一标度在白纸上画出力F的图示。
⑤比较F′和F的____________,从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。
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解析:②用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计,小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力F1和F2的大小,还需要用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置以及用铅笔在白纸上标记出两细线的方向。故选C、D。
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③撤掉一个测力计,用另一个测力计把小圆环拉到标记位置,由测力计的示数得到拉力F的大小,沿细线标记此时F的方向。
⑤比较F′和F的大小和方向,从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。
答案:②CD ③标记位置 ⑤大小和方向
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2.(2024·亳州一中模拟)某兴趣小组的同学为
了验证“两个互成角度的力的合成规律”,设计了
一个实验方案,在圆形桌子桌面上平铺一张白纸,
在桌子边缘安装三个光滑的滑轮(滑轮上侧所在平面与桌面平行),滑轮P1固定,滑轮P2、P3可沿桌边移动,如图所示。可供选择的实验器材有:刻度尺、三角板、铅笔、白纸、一根橡皮筋、三根细线、质量相同的钩码若干。部分实验操作步骤如下;
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①将橡皮筋中央处和两端点分别与三根细线相连;
②将连在橡皮筋中央的细线跨过固定滑轮P1,连接橡皮筋两端点的细线跨过可动滑轮P2、P3;
③在三根细线的下端分别挂上一定数量的钩码,使连在橡皮筋中央的细线与橡皮筋的结点O静止。
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(1)为完成本实验,下列物理量必须测量或记录的是________。(填选项前字母)
A.橡皮筋的原长
B.两端橡皮筋伸长后的长度
C.钩码的质量
D.三根细线所挂钩码的个数
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(2)在完成本实验的过程中,下列操作或描述正确的是________。(填选项前字母)
A.连接橡皮筋两端点的细线长度必须相同
B.细线OP1必须在OP2与OP3夹角的角平分线上
C.记录图中O点的位置和OP1、OP2、OP3的方向及所挂钩码的个数
D.不改变OP1所挂钩码的个数和OP1的方向,改变OP2与OP3的夹角重复实验,O点不用在桌面上同一位置
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(3)实验中,若桌面不水平________(填“会”或“不会”)影响实验的结论。
解析:(1)橡皮筋伸长后的拉力大小等于所挂钩码的重力,所以钩码的个数必须测量,又钩码质量相同,则不用测量钩码的质量,橡皮筋的原长和伸长后的长度不用测量。故选D。
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(2)连接橡皮筋两端点的细线长度不影响橡皮筋的拉力大小,故长度不用相同,A错误;细线OP1上力的方向与细线OP2、OP3上两力的合力方向相反,由于OP2、OP3上两力的合力方向是任意的,故OP1不需要在角平分线上,B错误;实验中,需要测量OP1、OP2和OP3上力的大小和方向,故必须记录图中O点的位置和OP1、OP2、OP3的方向以及结点O静止时三根细线所挂钩码的个数,C正确;不改变OP1所挂钩码的个数和方向,改变OP2与OP3的夹角重复实验,OP1上的力大小保持不变,另两个力的合力只要跟它等大反向即可保持O点平衡,故O点的位置可以改变,D正确。
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(3)若桌面不水平,三根线上的拉力大小也为各自所挂钩码重力大小,不会影响实验结论。
答案:(1)D (2)CD (3)不会
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3.如图甲所示,某实验小组用如下器材验证力的合成遵循平行四边形定则。先将传感器A固定,把拴着重物C的橡皮筋挂在传感器A上,稳定后,记录传感器A的示数FA=3.00 N,并测出此时橡皮筋的长度为l1=20.00 cm。再用一轻绳连接重物C与传感器B,水平向右拉动传感器B,如图乙所示,稳定后,分别记录两传感器A、B的示数FA′=5.00 N、FB=4.10 N,并测出此时橡皮筋的长度为l2=24.00 cm。 
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(1)请在图丙中用力的图示法作出FA、FB的合力F合,通过对比F合与FA′的大小和方向得出力的合成遵循平行四边形定则。
(2)根据实验数据求出该橡皮筋的劲度系数k=______ N/cm,橡皮筋的原长l0=________ cm。
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解析:(1)根据题意可知物体的重力为G=3.00 N,
根据力的图示法作出合力如图所示。
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(2)开始时,根据胡克定律
G=k(l1-l0)
代入数据有3.00 N=k(20.00 cm-l0)
连接传感器B后,有FA′=k(l2-l0)
代入数据有5.00 N=k(24.00 cm-l0)
联立解得l0=14.00 cm,k=0.5 N/cm。
答案:(1)见解析 (2)0.5 14.00
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4.(2024·长春模拟)某同学用平板A和B制作了一个直角架,该同学想通过该装置,利用压力传感器和量角器来验证力的平行四边形定则,主要实验步骤如下:
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(1)平板B置于水平面上,压力传感器固定在平板B上,将木块C置于压力传感器正上方,木块C紧靠平板A,如图甲所示,记录此时传感器的示数F1,此时平板A对木块C的弹力为________;
(2)以直角架连接边为转轴,抬高平板B的另一端,使平板B绕转轴逆时针旋转,平板B转过的角度为60°时,记录传感器的示数F2,如图乙所示;
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(3)在误差允许的范围内,比较F1和F2的大小,若F1与F2的关系为________,即可初步验证平行四边形定则;
(4)重复步骤(2),多次调整平板B转动的角度,比较F1和F2的大小,多次验证;
(5)在步骤(2)中,若不考虑平板B与木块C间的摩擦,通过平行四边形定则可以推出平板A对木块C的弹力__________(填“一直变大”或“先变大后变小”)。
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解析:(1)题图甲中平板B水平放置,平板A与木块C只接触不作用,所以平板A对木块C的弹力为0。
(3)对木块C进行受力分析,可知平板A对木块C的弹力和平板B对木块C的弹力均与各自接触面垂直,由于木块C处于平衡状态,故这两个弹力的合力应该竖直向上,
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作出平行四边形如图1,根据几何关系可知合力为2F2,所以在误差允许的范围内,若F1=2F2,即两个平板对木块C的弹力的合力与木块C受到的重力大小相等,方向相反,则可初步验证平行四边形定则。
(5)平板B从题图甲所示位置缓慢旋转至题图乙所示位置的过程中,两板对木块C的弹力夹角不变,保持垂直,作出辅助圆,如图2,可知平板A对木块C的弹力一直变大。
答案:(1)0 (3)F1=2F2 (5)一直变大
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4课时跟踪检测(十三) 实验:探究两个互成角度的力的
合成规律
1.(2023·全国乙卷)在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有:木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下列实验步骤:
①用图钉将白纸固定在水平木板上。
②将橡皮条的一端固定在木板上,另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上,它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计,小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力F1和F2的大小,并________。(多选,填正确答案标号)
A.用刻度尺量出橡皮条的长度
B.用刻度尺量出两细线的长度
C.用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置
D.用铅笔在白纸上标记出两细线的方向
③撤掉一个测力计,用另一个测力计把小圆环拉到__________,由测力计的示数得到拉力F的大小,沿细线标记此时F的方向。
④选择合适标度,由步骤②的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作F1和F2的合成图,得出合力F′的大小和方向;按同一标度在白纸上画出力F的图示。
⑤比较F′和F的____________,从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。
2.(2024·亳州一中模拟)某兴趣小组的同学为了验证“两个互成角度的力的合成规律”,设计了一个实验方案,在圆形桌子桌面上平铺一张白纸,在桌子边缘安装三个光滑的滑轮(滑轮上侧所在平面与桌面平行),滑轮P1固定,滑轮P2、P3可沿桌边移动,如图所示。可供选择的实验器材有:刻度尺、三角板、铅笔、白纸、一根橡皮筋、三根细线、质量相同的钩码若干。部分实验操作步骤如下;
①将橡皮筋中央处和两端点分别与三根细线相连;
②将连在橡皮筋中央的细线跨过固定滑轮P1,连接橡皮筋两端点的细线跨过可动滑轮P2、P3;
③在三根细线的下端分别挂上一定数量的钩码,使连在橡皮筋中央的细线与橡皮筋的结点O静止。
(1)为完成本实验,下列物理量必须测量或记录的是________。(填选项前字母)
A.橡皮筋的原长  B.两端橡皮筋伸长后的长度
C.钩码的质量 D.三根细线所挂钩码的个数
(2)在完成本实验的过程中,下列操作或描述正确的是________。(填选项前字母)
A.连接橡皮筋两端点的细线长度必须相同
B.细线OP1必须在OP2与OP3夹角的角平分线上
C.记录图中O点的位置和OP1、OP2、OP3的方向及所挂钩码的个数
D.不改变OP1所挂钩码的个数和OP1的方向,改变OP2与OP3的夹角重复实验,O点不用在桌面上同一位置
(3)实验中,若桌面不水平________(填“会”或“不会”)影响实验的结论。
3.如图甲所示,某实验小组用如下器材验证力的合成遵循平行四边形定则。先将传感器A固定,把拴着重物C的橡皮筋挂在传感器A上,稳定后,记录传感器A的示数FA=3.00 N,并测出此时橡皮筋的长度为l1=20.00 cm。再用一轻绳连接重物C与传感器B,水平向右拉动传感器B,如图乙所示,稳定后,分别记录两传感器A、B的示数FA′=5.00 N、FB=4.10 N,并测出此时橡皮筋的长度为l2=24.00 cm。 
(1)请在图丙中用力的图示法作出FA、FB的合力F合,通过对比F合与FA′的大小和方向得出力的合成遵循平行四边形定则。
(2)根据实验数据求出该橡皮筋的劲度系数k=______ N/cm,橡皮筋的原长l0=________ cm。
4.(2024·长春模拟)某同学用平板A和B制作了一个直角架,该同学想通过该装置,利用压力传感器和量角器来验证力的平行四边形定则,主要实验步骤如下:
(1)平板B置于水平面上,压力传感器固定在平板B上,将木块C置于压力传感器正上方,木块C紧靠平板A,如图甲所示,记录此时传感器的示数F1,此时平板A对木块C的弹力为________;
(2)以直角架连接边为转轴,抬高平板B的另一端,使平板B绕转轴逆时针旋转,平板B转过的角度为60°时,记录传感器的示数F2,如图乙所示;
(3)在误差允许的范围内,比较F1和F2的大小,若F1与F2的关系为______,即可初步验证平行四边形定则;
(4)重复步骤(2),多次调整平板B转动的角度,比较F1和F2的大小,多次验证;
(5)在步骤(2)中,若不考虑平板B与木块C间的摩擦,通过平行四边形定则可以推出平板A对木块C的弹力__________(填“一直变大”或“先变大后变小”)。
课时跟踪检测(十三)
1.解析:②用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计,小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力F1和F2的大小,还需要用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置以及用铅笔在白纸上标记出两细线的方向。故选C、D。
③撤掉一个测力计,用另一个测力计把小圆环拉到标记位置,由测力计的示数得到拉力F的大小,沿细线标记此时F的方向。
⑤比较F′和F的大小和方向,从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。
答案:②CD ③标记位置 ⑤大小和方向
2.解析:(1)橡皮筋伸长后的拉力大小等于所挂钩码的重力,所以钩码的个数必须测量,又钩码质量相同,则不用测量钩码的质量,橡皮筋的原长和伸长后的长度不用测量。故选D。
(2)连接橡皮筋两端点的细线长度不影响橡皮筋的拉力大小,故长度不用相同,A错误;细线OP1上力的方向与细线OP2、OP3上两力的合力方向相反,由于OP2、OP3上两力的合力方向是任意的,故OP1不需要在角平分线上,B错误;实验中,需要测量OP1、OP2和OP3上力的大小和方向,故必须记录图中O点的位置和OP1、OP2、OP3的方向以及结点O静止时三根细线所挂钩码的个数,C正确;不改变OP1所挂钩码的个数和方向,改变OP2与OP3的夹角重复实验,OP1上的力大小保持不变,另两个力的合力只要跟它等大反向即可保持O点平衡,故O点的位置可以改变,D正确。
(3)若桌面不水平,三根线上的拉力大小也为各自所挂钩码重力大小,不会影响实验结论。
答案:(1)D (2)CD (3)不会
3.解析:(1)根据题意可知物体的重力为G=3.00 N,
根据力的图示法作出合力如图所示。
(2)开始时,根据胡克定律
G=k(l1-l0)
代入数据有
3.00 N=k(20.00 cm-l0)
连接传感器B后,有FA′=k(l2-l0)
代入数据有5.00 N=k(24.00 cm-l0)
联立解得l0=14.00 cm,k=0.5 N/cm。
答案:(1)见解析 (2)0.5 14.00
4.解析:(1)题图甲中平板B水平放置,平板A与木块C只接触不作用,所以平板A对木块C的弹力为0。
(3)对木块C进行受力分析,可知平板A对木块C的弹力和平板B对木块C的弹力均与各自接触面垂直,由于木块C处于平衡状态,故这两个弹力的合力应该竖直向上,
作出平行四边形如图1,根据几何关系可知合力为2F2,所以在误差允许的范围内,若F1=2F2,即两个平板对木块C的弹力的合力与木块C受到的重力大小相等,方向相反,则可初步验证平行四边形定则。
(5)平板B从题图甲所示位置缓慢旋转至题图乙所示位置的过程中,两板对木块C的弹力夹角不变,保持垂直,作出辅助圆,如图2,可知平板A对木块C的弹力一直变大。
答案:(1)0 (3)F1=2F2 (5)一直变大
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