高中物理人教版 (2019)必修 第一册1 实验：探究小车速度随时间变化的规律同步练习题

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(1)具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的有__________。
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
(2)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，如图所示。其中对于提高实验精度最有利的是_______________________________________。
【解析】(1)为了使实验结果更具有普遍性，在实验过程中不应让橡皮条的拉力方向具有特殊的角度或位置，A错误；只有每一次实验时用一个力和用两个力拉的效果相同即可，即O点位置相同，不需要每次实验的O点位置都相同，B正确；使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度，C正确；合力可以大于任一个分力，也可以等于分力，还可以小于任一分力，D错误。
(2)A、D两图中选取的力的标度过大，导致画力时，线段太短，不利于实验精确度；B图和C图选用的标度相同，但C图中力太小，不利于作平行四边形，故B符合题意；
答案：(1)B、C (2)B
2．(12分)某探究小组做“验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，如图甲所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外)，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。测力计的示数如图乙所示，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甲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。
①用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O为作用点，在图甲中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合。
②F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。
【解析】(1)由图乙可得每大格之间有5个小格，所以弹簧测力计的最小分度为0.2 N，故可读出弹簧测力计读数为4.0 N。
(2)①由已知可得F1所对长度为21 mm，F2所对长度为28 mm，根据平行四边形定则画出合力大小。如图所示。
②根据几何关系可得合力大小为
eq \r(（4.2－\f(5.6,\r(2))）2＋（\f(5.6,\r(2))）2) N＝4.0 N；F合与拉力F夹角的正切值为 eq \f(4.2－\f(5.6,\r(2)),\f(5.6,\r(2))) ＝ eq \f(3\r(2),4) －1＝0.05。
答案：(1)4.0 (2)①见解析图 ②4.0 0.05
3.(12分)某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物。
(1)为完成该实验，下列操作中必需的是______________________________；
a．测量橡皮筋的原长
b．测量细绳的长度
c．测量悬挂重物后橡皮筋的长度
d．记录悬挂重物后结点O的位置
(2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，要采用的方法是____________________________________________________________。
【解析】(1)由于没有弹簧测力计，不能直接测量弹力，根据胡克定律F＝kΔx可知，橡皮筋弹力的大小和其伸长量成正比，所以用伸长量的大小等效力的大小。要测得伸长量，就要测得橡皮筋的原长和伸长后的长度，故a、c符合题意；细绳在实验中认为不可伸长，所以细绳的长度对实验无影响，故b不符合题意；在同一次实验中悬挂重物后的结点O的位置不能改变，故d符合题意。
(2)小重物有若干个，可以更换不同的小重物来改变力的大小。
答案：(1)a、c、d (2)更换不同的小重物
4．(16分)某同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验过程中，将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条(如图甲)，另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条。
(1)某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图乙所示，其示数为__________N。
(2)关于该实验操作的说法正确的是__________。
A．两根细绳必须等长
B．用铅笔挨着细绳画出直线，即为拉力的方向
C．拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板
D．两个分力间夹角应越大越好
(3)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
【解析】(1)该弹簧测力计的最小刻度为0.1 N，则弹簧测力计的示数为1.29 N。(2)通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条时，并非要求两细绳等长，故A错误；为了更加准确地记录力的方向，拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，不能用铅笔挨着细绳画出直线，故B错误；弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，以减小误差，故C正确；两个分力间夹角不能太小，也不能太大，不是越大越好，故D错误。(3)合力与分力是等效关系，该实验采用“等效替代”法，故B正确，A、C、D错误。
答案：(1)1.29 (2)C (3)B
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