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2019-2020年高中物理 題組訓(xùn)練 3.7實(shí)驗(yàn) 探究求合力的方法 新人教版必修1 1．在做驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)時(shí)，先用兩個(gè)彈簧秤拉橡皮條，再用一個(gè)彈簧秤拉橡皮條，兩次須使橡皮條的結(jié)點(diǎn)達(dá)到同一位置，這樣做是為了(　　) A．便于測(cè)量力的大小 B．使兩個(gè)分力和它的合力產(chǎn)生相同的效果 C．使兩個(gè)分力和它的合力有相同的作用點(diǎn) D．便于畫出分力與合力的方向 解析　本實(shí)驗(yàn)是一個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，是通過看共點(diǎn)的兩個(gè)力與它們的合力是否滿足平行四邊形定則，因合力與它的分力是等效力，兩次使橡皮條沿同一方向伸長(zhǎng)相同的長(zhǎng)度，表明第一次對(duì)橡皮條所加的兩個(gè)力與第二次對(duì)橡皮條所加的一個(gè)力是等效力，其次，本實(shí)驗(yàn)是共點(diǎn)的兩個(gè)力的合成，所以拉到同一位置也滿足了共點(diǎn)的條件，故選B、C. 答案　BC 2．圖376甲為“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)裝置． 圖376 (1)下列說法中正確的是________． A．在測(cè)量同一組數(shù)據(jù)F1、F2和合力F的過程中，橡皮條結(jié)點(diǎn)O的位置不能變化 B．用彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)線時(shí)，拉力方向必須豎直向下 C．F1、F2和合力F的大小都不能超過彈簧測(cè)力計(jì)的量程 D．為減小測(cè)量誤差，F(xiàn)1、F2方向間夾角應(yīng)為90 (2)彈簧測(cè)力計(jì)的指針如圖376乙所示，由圖可知拉力的大小為________N. 答案　(1)AC　(2)4.00 3．在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，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(xì)繩．實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要兩次拉伸橡皮條，一次是通過兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮條，另一次是用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)通過細(xì)繩拉橡皮條． 同學(xué)們?cè)诓僮鬟^程中有如下議論，其中對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的說法是________(填字母代號(hào))． A．兩細(xì)繩必須等長(zhǎng) B．彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行 C．用兩彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)兩彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)之差應(yīng)盡可能大 D．拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些 解析　B做法能保證分力與合力在同一平面內(nèi)，減小了作圖誤差；D做法能保證分力的方向測(cè)量更準(zhǔn)確，減少了測(cè)量誤差．實(shí)驗(yàn)時(shí)兩細(xì)繩不必等長(zhǎng)，兩彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)也不一定要求相差較大，所以B、D正確． 答案　BD 4．在做“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)中，在水平放置的木板上墊一張白紙，把橡皮條的一端固定在A點(diǎn)上，另一端連接兩根細(xì)線，然后通過細(xì)線用兩個(gè)互成角度的彈簧測(cè)力計(jì)來拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)到某一點(diǎn)O，此時(shí)需記錄下： (1)________________________________________________________________________， (2)________________________________________________________________________， (3)________________________________________________________________________． 然后改用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)把橡皮條拉到O點(diǎn)后再記錄下： (4)________________________________________________________________________， (5)________________________________________________________________________． 如圖377所示，是該同學(xué)完成“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)操作后得到的數(shù)據(jù)圖，請(qǐng)選好比例在方框中作圖完成該同學(xué)未完成的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理． 圖377 解析　作圖時(shí)要以O(shè)點(diǎn)為起點(diǎn)作F1、F2、F′的圖示，且要按同一比例；要用三角板和刻度尺規(guī)范地作出平行四邊形． 答案　(1)兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)　(2)結(jié)點(diǎn)O的位置　(3)兩細(xì)線的方向　(4)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)　(5)細(xì)線的方向　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理如圖所示 圖378 5．某同學(xué)在家中嘗試驗(yàn)證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個(gè)釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點(diǎn)為O，將第三條橡皮筋的另一端通過細(xì)繩掛一重物，如圖378所示． (1)為完成實(shí)驗(yàn)，下述操作中必需的是________． A．測(cè)量細(xì)繩的長(zhǎng)度 B．測(cè)量橡皮筋的原長(zhǎng) C．測(cè)量懸掛重物后橡皮筋的長(zhǎng)度 D．記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置 (2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗(yàn)證，可采用的方法是 ________________________________________________________________________． 答案　(1)BCD　(2)改變所懸掛的重物的質(zhì)量 6．在“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩．圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖． 圖379 (1)圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是____________． (2)在此實(shí)驗(yàn)中，假如F1的大小及方向確定，那么為了使橡皮筋仍然伸長(zhǎng)到O點(diǎn)，對(duì)F2來說，下面幾種說法中正確的是(　　) A．F2可以有多個(gè)方向 B．F2的方向和大小可以有多個(gè)值 C．F2的方向和大小是唯一確定值 D．F2的方向是唯一的，但大小可有多個(gè)值 解析　(1)由圖乙可知：力F是由作圖得出的，F(xiàn)′就是實(shí)際的將橡皮筋拉至O點(diǎn)的合力，故沿OA方向的一定是F′.(2)由平行四邊形定則可知當(dāng)合力的大小和方向及其中一個(gè)分力的大小和方向確定時(shí)，另一個(gè)分力的大小和方向也確定，故C正確． 答案　(1) F′　(2)C 7．某同學(xué)用如圖3710所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”．彈簧測(cè)力計(jì)A掛于固定點(diǎn)P，下端用細(xì)線掛一重物M.彈簧測(cè)力計(jì)B的一端用細(xì)線系于O點(diǎn)，手持另一端使結(jié)點(diǎn)O靜止在某位置．分別讀出彈簧測(cè)力計(jì)A和B的示數(shù)，并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點(diǎn)的位置和拉線的方向． 圖3710 (1)本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的單位為N，圖中的示數(shù)為________N(保留兩位有效數(shù)字)． (2)下列的一些做法中，哪些是該實(shí)驗(yàn)中必須的實(shí)驗(yàn)要求____________．(請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母) A．實(shí)驗(yàn)中必須保證OB水平 B．應(yīng)測(cè)量重物M所受的重力 C．拉線方向應(yīng)與木板平面平行 D．改變拉力，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次都要使O點(diǎn)靜止在同一位置 E．改變拉力，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次都要使AO與OB的夾角不變 (3)某次實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)A的指針稍稍超出量程，請(qǐng)你提出兩個(gè)解決辦 法．①________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 解析　(1)彈簧測(cè)力計(jì)的最小刻度是0.2 N，讀出彈簧秤示數(shù)為3.6 N. (2)實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)力的方向沒有具體要求，所以O(shè)B不一定要沿水平方向，A錯(cuò)誤；重物的重力是合力，需要知道力的大小和方向，所以應(yīng)測(cè)量重物的重力，B正確；拉線的方向應(yīng)與木板平面平行，投影到板上的力的方向誤差小，C正確；改變拉力后，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，只需要每次都記下O點(diǎn)的位置即可，D錯(cuò)誤；改變拉力后進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，對(duì) AO與OB的夾角不要太大，也不能太小，夾角可以變化，E錯(cuò)誤． (3)彈簧測(cè)力計(jì)A的指針稍稍超出量程，可以采用的措施是：①換用量程比較大的彈簧秤，②減小A彈簧上的彈力大小，③減小合力即重物的重力 答案　(1)3.6　(2)BC　(3)①將A更換成較大量程的彈簧測(cè)力計(jì)?、跍p小重物M的質(zhì)量 8．將橡皮筋的一端固定在A點(diǎn)，另一端拴上兩根細(xì)繩，每根細(xì)繩分別連著一個(gè)量程為5 N、最小刻度為0.1 N的彈簧測(cè)力計(jì)．沿著兩個(gè)不同的方向拉彈簧測(cè)力計(jì)，當(dāng)橡皮筋的活動(dòng)端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩根細(xì)繩相互垂直，如圖3711所示．這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)可從圖中讀出． 圖3711　　　　　　圖3712 (1)由圖可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力的大小分別為________N和________N．(只需讀到0.1 N) (2)在圖3712方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個(gè)力及它們的合力． 解析　(1)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)分別是4.0 N，2.5 N. (2)如圖所示．根據(jù)測(cè)量結(jié)果，每小格代表0.5 N，將保證力的圖示較準(zhǔn)確，若每小格代表1 N，則2.5 N的力表達(dá)上容易造成誤差，在確定合力大小時(shí)，更容易造成較大誤差．力的圖示應(yīng)有刻度、箭頭． 答案　(1)4.0　2.5　(2)如解析圖所示