全国版2021高考物理一轮复习专题二相互作用考点5实验：验证力的平行四边形定则精练含解析.docx

1、考点5 实验:验证力的平行四边形定则1.2020江西南昌高三摸底,6分在“探究求合力的方法”的实验中,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).实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O.(1)某同学在做该实验时认为:A.拉橡皮条的绳细一些且长一些,实验效果较好B.拉橡皮条时,弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行C.橡皮条弹性要好,拉结点到达某一位置O时,拉力要适当大些D.拉力F1和F2的夹角越大越好其中正确的是(填入相应的字母).(2)若两个弹簧测力计的读数均为4 N,且两弹簧测力计拉

2、力的方向相互垂直,则(填“能”或“不能”)用一个量程为 5 N的弹簧测力计测量出它们的合力,理由是.2.2020吉林蛟河模拟,6分某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.(1)如果没有操作失误,图乙中的F与F两力中,方向一定沿AO方向的是.(2)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.建立物理模型法(3)实验时,主要的步骤:A.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一

3、端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O,记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数;D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;E.只用一个弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数F,记下细绳的方向,按同一标度作出F的图示;F.比较F和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论.上述步骤中:有遗漏重要的步骤的序号是和;遗漏的内容分别是和.3.组合实验,7分在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮条、细绳、绳套和一只弹

4、簧测力计.(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:弹力F/N0.501.001.502.002.503.003.50伸长量x/10-2 m0.741.802.803.724.605.586.42请在图1中画出F-x图象,并求得该弹簧的劲度系数k=N/m.(2)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图2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,请在虚线框内画出这两个共点力的合力F合的图示.(3)由画出的图示得到F合=N.4.新角度,5分某兴趣小组想测量一卷弹性可忽略的尼龙线可承受的最大拉力,他们选择使用拉力传感器和钢卷尺来完成实验

5、.他们首先从整卷线上剪下一段(重力不计),穿上一个质量很小且光滑度很高的小环,然后将线两端分别固定在两根竖直杆上的适当位置A、B,如图所示,用拉力传感器竖直向下拉小环,并逐渐增大拉力F,直到将线拉断.(1)第一次实验时,发现传感器的示数已经很大了但仍没有拉断尼龙线,他们分析发现剪下的尼龙线的长度不合适,应当将尼龙线长度(填“加长”或“缩短”).(2)正确调整后进行第二次实验,竖直向下拉光滑小环,逐渐增大拉力,记录线被拉断时传感器示数.(3)该兴趣小组要想得到尼龙线可承受的最大拉力,还需要测量的物理量是(并写出相应的符号).写出计算尼龙线可承受的最大拉力的表达式,Tm=.考点5实验:验证力的平行

6、四边形定则1.(1)ABC(3分)(2)不能(1分)合力超过了量程(2分)解析:(1)拉橡皮条的绳细一些且长一些,确定拉力方向较准确,实验效果较好,选项A正确;拉橡皮条时,弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行,否则会影响拉力大小,选项B正确;橡皮条弹性要好,拉结点到达某一位置O点时,拉力适当要大些,读数的相对误差就较小,选项C正确;拉力F1和F2的夹角适当就好,不是越大越好,选项D错误.(2)若两个弹簧测力计的读数均为4 N,且两弹簧测力计拉力方向相互垂直,由平行四边形定则可知,其合力为42 N=5.7 N,不能用一个量程为5 N的弹簧测力计测量出它们的合力,理由是合力大小超出了

7、弹簧测力计的量程.2.(1)F(1分)(2)B(1分)(3)C(1分)E(1分)C中应加上“记下两条细绳的方向”(1分)E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O”(1分)解析:(1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿AO方向;而根据平行四边形定则作出的合力,由于误差的存在,不一定沿AO方向,故一定沿AO方向的是F.(2)一个力的作用效果可以与两个力的作用效果相同,它们的作用效果可以等效替代,B正确.(3)根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作步骤可知,有遗漏重要的步骤的序号是C、E.在C中未记下两条细绳的方向,E中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置O.3.(1)如图甲所示(2分)5

8、5(5357均可)(1分)(2)2.10(1分)如图乙所示(2分)(3)3.4(3.23.6均可)(1分)解析:(1)根据描点法作出图象,如图甲所示.根据图象得k=Fx=55 N/m.(2)弹簧测力计的分度值为0.1 N,要估读一位,故读数为2.10 N.根据题意画出合力的图示如图乙所示.4.(1)缩短(1分)(3)两杆之间的距离d,尼龙线的长度l(2分)Fl2l2-d2(2分) 解析:(1)对小环受力分析,如图所示.根据平衡条件得2Tcos =F,解得T=F2cos,当尼龙线的长度缩短时,两尼龙线之间的夹角增大,则cos 减小,故在相同大小的力作用下,拉力T增大,更容易达到尼龙线可承受的最大拉力,故应缩短尼龙线的长度.(3)还需要测量两杆之间的距离d,尼龙线的长度l,由几何关系得cos =l2-d2l,故Tm=Fl2l2-d2.