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第2课时　实验:探究两个互成角度的力的合成规律
课时作业
(分值:45分)
1.(7分)某同学利用如图甲所示的装置来验证力的平行四边形定则.在竖直的铺有白纸的木板上固定两个光滑的滑轮A和B,每个钩码的质量相等,当系统达到平衡时,数出三根绳子分别所挂钩码的个数N1、N2、N3,回答下列问题.
(1)(2分)改变钩码个数,实验能完成的有　 　.(多选)
A.N1=3,N3=N2=6
B.N1=N2=3,N3=6
C.N1=N2=N3=3
D.N1=4,N2=5,N3=6
(2)(2分)在拆下钩码和绳子前,需要进行的实验步骤是　　　　.
A.用天平测出钩码的质量
B.标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
C.用量角器量出三段绳子两两之间的夹角
D.量出OA、OB、OC三段绳子的长度
(3)(3分)在处理数据作图时,图乙中正确的是　　　　(选填“a”或“b”).
2.(18分)(1)(8分)在“验证力的平行四边形定则”实验中,先用两个弹簧测力计通过两个细绳套互成角度地牵拉橡皮条至某一点O,则需要记录　　　　　　、　　　　　　　　　、
　　　　　　　　　　　;然后再改用一个弹簧测力计牵拉,使橡皮条伸长到　　　　　,依次如图甲、乙所示.
(2)(4分)请根据图乙,读出此次测量中弹簧测力计的示数F=　　　　　.
(3)(4分)如图丙,根据实验的数据记录,按选定的标度(已知图丙中相邻圆环间距表示1 N)已作出了两个分力F1、F2的图示(大小未标出),请继续在图丙中按同样的标度作出力F(即合力的测量值)的图示,按力的平行四边形定则作出F1、F2的合力的图解值F′.
(4)(2分)由(3)可以得出的实验结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.
3.(8分)(2024·广东广州期末)某实验小组在做“验证力的平行四边形定则”的实验.
(1)(2分)某同学用刻度尺测得弹簧测力计零刻度线到5 N刻度线间的距离为8.00 cm,则该弹簧测力计所用弹簧的劲度系数为　　　　　 N/m.
(2)(2分)把坐标纸固定在水平木板上,橡皮条一端固定在A点,另一端连接轻质小圆环,圆环上系上两根细绳套,如图甲所示.用两个弹簧测力计分别钩住两细绳套,把小圆环拉到定位点O处,并记录两弹簧测力计的示数及拉力方向,其中F1的读数为　　　　 N.
(3)(4分)请根据图甲中测得的F1的大小及坐标纸上记录的信息在图乙中绘制出F1的图示,通过平行四边形定则在坐标纸上作出F1和F2的合力F合,得到合力的大小为　　　　 N.
4.(12分)某同学利用两个弹簧测力计和一个茶杯做验证平行四边形定则的实验.
实验步骤如下:
(1)(4分)用弹簧测力计测量茶杯的重力,示数如图甲所示,则茶杯的重力G=　　　　 N.
(2)在竖直墙面上贴一张坐标纸.
(3)如图乙所示,三根细绳的一端系成一个结点,另一端分别与两个弹簧测力计和茶杯相连.调节弹簧测力计的位置,茶杯静止时,在坐标纸上记录结点的位置O、三根细绳的方向、两个弹簧测力计的示数.
(4)根据力的大小和方向在坐标纸上作出三个力的图示.
(5)(4分)改变弹簧测力计的位置重复步骤(3)(4),进行多次实验时,　　　 　　(选填“需要”或“不需要”)使结点始终在同一位置.
(6)(4分)根据记录的数据,该同学在坐标纸上作出G、FP和FQ三个力的图示,如图丙所示.若三根细绳方向、重力的大小均在图丙中正确表示出来,则根据平行四边形定则,可以判断其中力的大小记录有误的是　　　　(选填“FP”或“FQ”). 第2课时　实验:探究两个互成角度的力的合成规律
课时作业
(分值:45分)
1.(7分)某同学利用如图甲所示的装置来验证力的平行四边形定则.在竖直的铺有白纸的木板上固定两个光滑的滑轮A和B,每个钩码的质量相等,当系统达到平衡时,数出三根绳子分别所挂钩码的个数N1、N2、N3,回答下列问题.
(1)(2分)改变钩码个数,实验能完成的有　 　.(多选)
A.N1=3,N3=N2=6
B.N1=N2=3,N3=6
C.N1=N2=N3=3
D.N1=4,N2=5,N3=6
(2)(2分)在拆下钩码和绳子前,需要进行的实验步骤是　　　　.
A.用天平测出钩码的质量
B.标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
C.用量角器量出三段绳子两两之间的夹角
D.量出OA、OB、OC三段绳子的长度
(3)(3分)在处理数据作图时,图乙中正确的是　　　　(选填“a”或“b”).
【答案】 (1)ACD　(2)B　(3)a
【解析】 (1)对点O进行受力分析如图.系统平衡时,F1、F2、F3三力平衡,满足 |F2-F3|<
F1N1(2)本实验中每个钩码的质量相等,绳子拉力正比于钩码个数,用钩码个数即可表示绳子拉力大小,故无需用天平测出钩码的质量,A错误;本实验需要标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向,便于在白纸上作出每条绳子拉力的图示,B正确;记录绳子的方向即可,无需用量角器量出三段绳子两两之间的夹角,C错误;力的大小与绳子长度无关,故无需量出OA、OB、OC三段绳子的长度,D错误.
(3)本实验中OC段绳子对O点的拉力F3应是竖直向下的,F合是F1和F2的合力的理论值,可以允许有一定偏差,故题图乙中正确的是a.
2.(18分)(1)(8分)在“验证力的平行四边形定则”实验中,先用两个弹簧测力计通过两个细绳套互成角度地牵拉橡皮条至某一点O,则需要记录　　　　　　、　　　　　　　　　、
　　　　　　　　　　　;然后再改用一个弹簧测力计牵拉,使橡皮条伸长到　　　　　,依次如图甲、乙所示.
(2)(4分)请根据图乙,读出此次测量中弹簧测力计的示数F=　　　　　.
(3)(4分)如图丙,根据实验的数据记录,按选定的标度(已知图丙中相邻圆环间距表示1 N)已作出了两个分力F1、F2的图示(大小未标出),请继续在图丙中按同样的标度作出力F(即合力的测量值)的图示,按力的平行四边形定则作出F1、F2的合力的图解值F′.
(4)(2分)由(3)可以得出的实验结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.
【答案】 (1)O点的位置　两个弹簧测力计的读数　两个细绳套的方向　O点　(2)4.0 N
(3)图见解析　(4)在误差允许范围内,两个力的合成遵循平行四边形定则
【解析】 (1)在“验证力的平行四边形定则”实验中,先用两个弹簧测力计通过两个细绳套互成角度地牵拉橡皮条至某一点O,则需要记录O点的位置、两个弹簧测力计的读数、两个细绳套的方向;然后再改用一个弹簧测力计牵拉,使橡皮条伸长到O点.
(2)弹簧测力计的分度值为0.2 N,需要估读到0.1 N,即示数为F=4.0 N.
(3)如图所示.
(4)由(3)作出的图示可以看出F和F′在误差允许范围内近似相等,得出的实验结论是在误差允许范围内,两个力的合成遵循平行四边形定则.
3.(8分)(2024·广东广州期末)某实验小组在做“验证力的平行四边形定则”的实验.
(1)(2分)某同学用刻度尺测得弹簧测力计零刻度线到5 N刻度线间的距离为8.00 cm,则该弹簧测力计所用弹簧的劲度系数为　　　　　 N/m.
(2)(2分)把坐标纸固定在水平木板上,橡皮条一端固定在A点,另一端连接轻质小圆环,圆环上系上两根细绳套,如图甲所示.用两个弹簧测力计分别钩住两细绳套,把小圆环拉到定位点O处,并记录两弹簧测力计的示数及拉力方向,其中F1的读数为　　　　 N.
(3)(4分)请根据图甲中测得的F1的大小及坐标纸上记录的信息在图乙中绘制出F1的图示,通过平行四边形定则在坐标纸上作出F1和F2的合力F合,得到合力的大小为　　　　 N.
【答案】 (1)62.5　(2)2.10　(3)图见解析　3.78(3.75～3.81均可)
【解析】 (1)根据胡克定律可得弹簧的劲度系数为 k== N/m=62.5 N/m.
(2)由题图甲可知此弹簧测力计的分度值为 0.1 N,则读数为2.10 N.
(3)根据平行四边形定则作图如图所示,根据测量换算可得合力大小为3.78 N.
4.(12分)某同学利用两个弹簧测力计和一个茶杯做验证平行四边形定则的实验.
实验步骤如下:
(1)(4分)用弹簧测力计测量茶杯的重力,示数如图甲所示,则茶杯的重力G=　　　　 N.
(2)在竖直墙面上贴一张坐标纸.
(3)如图乙所示,三根细绳的一端系成一个结点,另一端分别与两个弹簧测力计和茶杯相连.调节弹簧测力计的位置,茶杯静止时,在坐标纸上记录结点的位置O、三根细绳的方向、两个弹簧测力计的示数.
(4)根据力的大小和方向在坐标纸上作出三个力的图示.
(5)(4分)改变弹簧测力计的位置重复步骤(3)(4),进行多次实验时,　　　 　　(选填“需要”或“不需要”)使结点始终在同一位置.
(6)(4分)根据记录的数据,该同学在坐标纸上作出G、FP和FQ三个力的图示,如图丙所示.若三根细绳方向、重力的大小均在图丙中正确表示出来,则根据平行四边形定则,可以判断其中力的大小记录有误的是　　　　(选填“FP”或“FQ”).
【答案】 (1)3.65　(5)不需要　(6)FQ
【解析】 (1)弹簧测力计示数为3.65 N,根据二力平衡,茶杯的重力G=3.65 N.
(5)改变弹簧测力计的位置重复步骤(3)(4),进行多次实验时,即使结点不在同一位置,拉力FP和FQ的合力也是竖直向上,与茶杯的重力等大反向,使茶杯平衡,作用效果相同,所以不需要使结点始终在同一位置.
(6)拉力FQ水平向右,拉力FP的竖直分力与重力等大反向,与题图一致;但水平方向,拉力FQ与拉力FP的水平分力不相等,故可以判断其中力的大小记录有误的是FQ.

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