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1、(新課標)2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題二 相互作用 牛頓運動定律 綜合技能演練2-1-5
1.(2017·安徽舒城模擬)在探究共點力合成規(guī)律的實驗中,某同學(xué)進行了以下實驗步驟:
A.在白紙上按比例作出兩個力F1和F2的圖示,根據(jù)平行四邊形定則作圖求出合力F;
B.只用一個彈簧測力計,通過細繩把橡皮筋拉成同樣長度;
C.記下兩個彈簧測力計F1和F2的讀數(shù),并且記錄它們的方向;
D.在水平放置的木板上墊一張白紙,把橡皮筋的一端固定在板上P點,用兩條細繩連接在橡皮筋的另一端,通過細繩同時用兩個彈簧測力計互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋與細繩的連接點到達某一位置O,并記下此位置,如圖所示
2、;
E.記下彈簧測力計的讀數(shù)F′和細繩方向,按同一比例作出這個力的圖示,看這個實測合力F′和按平行四邊形定則求出的合力F,看它們的大小及方向是否相近;
F.用刻度尺測量出P、O之間的距離并記錄;
G.改變兩彈簧測力計拉力的大小和方向,多次重復(fù)實驗,從實驗中得出結(jié)論.
(1)上述實驗步驟有一明顯的錯誤,這個步驟是___________(填選項前的字母);正確的操作應(yīng)為_______________.
(2)上述實驗步驟中有一步驟是多余的,這個步驟是________(填選項前的字母).
(3)將以上實驗步驟按正確順序排列,應(yīng)為________(填選項前的字母).
[解析] (1)B中
3、只是說“通過細繩把橡皮筋拉成同樣長度”,并沒有強調(diào)沿PO方向.(2)本實驗中只需要保證彈簧測力計兩次作用的效果相同即可,沒有必要記錄橡皮筋被拉伸的實際長度,故多余的步驟是F.(3)根據(jù)本實驗的實驗原理可知,題述實驗步驟合理的順序是DCABEG.
[答案] (1)B 只用一個彈簧測力計,通過細繩把橡皮筋與細繩的連接點拉到O點 (2)F (3)DCABEG
2.(2016·山東濰坊模擬)在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中,實驗裝置如圖所示.
(1)部分實驗步驟如下,請完成有關(guān)內(nèi)容:
①將一根橡皮筋的一端固定在貼有白紙的豎直平整木板上,另一端拴上兩根細線;
②在其中一根細線上掛上5個
4、質(zhì)量相等的鉤碼,使橡皮筋拉伸,如圖甲所示,記錄________、________、________;
③將步驟②中的鉤碼取下,分別在兩根細線上掛上4個和3個質(zhì)量相等的鉤碼,用兩光滑硬棒B、C使兩細線互成角度,如圖乙所示,調(diào)整B、C的位置,使________,記錄________;
(2)如果“力的平行四邊形定則”得到驗證,那么圖乙中cosα∶cosβ=________.
[解析] (1)②根據(jù)實驗原理可知,圖甲中需要記錄合力的大小和方向,作出來的合力是實際值,實驗中根據(jù)鉤碼的個數(shù)來表示拉力的大小,因此需要記錄的是:鉤碼個數(shù)(或細線拉力)、橡皮筋與細線結(jié)點的位置O、細線的方向.
③該實驗
5、采用“等效代替”法,因此在用兩根細線拉橡皮筋時,要將橡皮筋拉到與步驟②中結(jié)點位置重合,同時記錄鉤碼個數(shù)和對應(yīng)的細線方向.
(2)根據(jù)O點處于平衡狀態(tài),正交分解有:
豎直方向:4mgsinα+3mgsinβ=5mg①
水平方向:4mgcosα=3mgcosβ②
聯(lián)立①②解得:=.
[答案] (1)②鉤碼個數(shù)(或細線拉力) 橡皮筋與細線結(jié)點的位置O 細線的方向
③橡皮筋與步驟②中結(jié)點位置重合 鉤碼個數(shù)和對應(yīng)的細線方向
(2)3∶4
3.在探究求合力的方法時,先將橡皮條的一端固定在水平木板上,另一端系上帶有繩套的兩根細繩.實驗時,需要兩次拉伸橡皮條,一次是通過兩細繩用兩個彈簧測力計互
6、成角度地拉橡皮條,另一次是用一個彈簧測力計通過細繩拉橡皮條.
(1)同學(xué)們在操作過程中有如下議論,其中對減小實驗誤差有益的說法是________(填字母代號).
A.兩細繩必須等長
B.彈簧測力計、細繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行
C.用兩彈簧測力計同時拉細繩時兩彈簧測力計示數(shù)適當大一些
D.拉橡皮條的細繩要長些,標記同一細繩方向的兩點要遠些
(2)當橡皮條的活動端拉到O點時,兩根細繩相互垂直,如圖所示.這時彈簧測力計a、b的讀數(shù)分別為:________N和________N.
(3)在給出的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力,并利用作圖法求出合力大小為________
7、N.
[解析] (1)拉橡皮條的兩個細繩長度不需要相等,適當長一些,標記方向的兩點離的遠一些,可以減小在方向描述上的誤差.彈簧測力計、細繩、橡皮條都與木板平行,以保證各拉力的方向與木板平行,這樣能夠在白紙上記錄下各力的方向,BCD正確.(2)注意彈簧測力計上最小一格表示0.1 N,讀數(shù)時有效數(shù)字要保留兩位小數(shù).(3)可在方格紙上選一個小格的邊長為0.5 N,作出兩個拉力的圖示,以這兩個拉力為鄰邊做平行四邊形,則所夾的對角線就表示合力的大小和方向.量出該對角線的長度,看其是標度的多少倍,求其大?。?
[答案] (1)BCD (2)4.00 2.50 (3)4.8
4.(2017·南陽模擬
8、)用如圖所示的器材和方法可以驗證“力的平行四邊形定則”.在圓形桌子透明桌面上平鋪一張白紙,在桌子邊緣安裝三個光滑的滑輪,其中,滑輪P1固定在桌子邊,滑輪P2、P3可沿桌邊移動.
第一次實驗中,步驟如下:
A.在三根輕繩下掛上一定數(shù)量的鉤碼,并使結(jié)點O靜止;
B.在白紙上描下O點的位置和三根繩子的方向,以O(shè)點為起點,作出三拉力的圖示;
C.以繞過P2、P3繩的兩個力為鄰邊作平行四邊形,作出O點為起點的平行四邊形的對角線,量出對角線的長度;
D.檢驗對角線的長度和繞過P1繩拉力的圖示的長度是否一樣,方向是否在一條直線上.
(1)這次實驗中,若一根繩掛的鉤碼質(zhì)量為m,另一根繩掛的鉤碼
9、質(zhì)量為2m,則第三根繩掛的質(zhì)量一定大于________且小于________.
(2)第二次實驗時,改變滑輪P2、P3的位置和相應(yīng)繩上鉤碼的數(shù)量,使結(jié)點平衡,繩的結(jié)點________(選填“必須”或“不必”)與第一次實驗中白紙上描下的O點重合.實驗中,若桌面不水平________(選填“會”或“不會”)影響實驗的結(jié)論.
[解析] (1)若一根繩掛的鉤碼質(zhì)量為m,另一根繩掛的鉤碼質(zhì)量為2m,則兩繩子的拉力分別為mg、2mg,兩繩子拉力的合力F的范圍是|2mg-mg|≤F≤mg+2mg,即mg≤F≤3mg,三力的合力為零,則第三根繩掛的質(zhì)量范圍在m~3m之間,即第三根繩掛的質(zhì)量一定大于m且小于3m.
(2)本實驗不是先用一根繩拉,然后用兩根繩去拉,使一根繩拉的作用效果與兩根繩拉的作用效果相同,而是三根繩都同時拉O點,所以O(shè)點的位置可以改變,若桌面不水平,也不會影響實驗結(jié)論.
[答案] (1)m 3m (2)不必 不會