高考物理 必考17个实验精讲精练 专题04 验证力的平行四边形定则(含解析)-人教版高三全册物理试题.doc
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1、验证力的平行四边形定则基础知识1. 力的平行四边形定则:以已知两个力矢量为邻边做平行四边形,两力所夹的对角线表示合力的大小和方向。2.用两个弹簧秤拉一弹簧(或橡皮筋)到某一位置,记下该位置及两弹簧秤的力的方向和大小。3. 用一个弹簧秤拉同一弹簧(或橡皮筋)到同一位置,记下该弹簧秤的力F的方向和大小。4. 以2.中两个力矢量为邻边做平行四边形,两力所夹的对角线表示F的大小和方向。5.比较F和F的大小和方向是否在误差范围内一致。如在误差范围内一致,则验证了力的平行四边形定则。例题与习题1.某研究小组做“验证力的平行四边形定则”的实验,所有器材有:方木板一块,白纸,量程为5 N的弹簧测力计两个,橡皮
2、条(带两个较长的细绳套),刻度尺,图钉(若干个)。具体操作前,同学们提出了如下关于实验操作的建议,其中正确的是_。A橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上B重复实验再次进行验证时,结点O的位置可以与前一次不同C使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线;读数时视线应正对测力计刻度D用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力该小组的同学用同一套器材做了四次实验,白纸上留下的标注信息有结点位置O,力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点,如下图所示。其中对于提高实验精度最有利的是_。【答案】BC B【解析】因为AD三个点离得太近,画力的方向误差大。2.某探究小组做“验
3、证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1 mm)的纸贴在桌面上,如图(a)所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分除外),另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长。(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图(b)所示,F的大小为 N。(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点,此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N。(i)用5 mm长度
4、的线段表示1 N的力,以O点为作用点,在图(a)中画出力F1、F2的图示,然后按平形四边形定则画出它们的合力F合;(ii)F合的大小为 N,F合与拉力F的夹角的正切值为 。若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平行四边形定则。【答案】(1)4.0(2) ()F1、F2和F合如图所示()4.0 0.05【解析】从图可以看出,F合的长度是2.0cm,因为用5 mm长度的线段表示1 N的力,所以F合=4.0N.3.某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。实验步骤:将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向。如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤
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