高考物理一轮复习实验抢分练3验证力的平行四边形定则含答案

这是一份高考物理一轮复习实验抢分练3验证力的平行四边形定则含答案，共5页。试卷主要包含了0 N，8 m/s2等内容，欢迎下载使用。
1.(2021·大庆模拟)在做“验证力的平行四边形定则”实验时：
(1)除已有的器材(方木板、白纸、弹簧测力计、细绳套、图钉和铅笔)外，还必须有__________和__________。
(2)要使每次合力与分力产生相同的效果，必须__________。
A．每次将橡皮条拉到同样的位置
B．每次把橡皮条拉直
C．每次准确读出弹簧测力计的示数
D．每次记准细绳的方向
(3)下面的措施中，有利于减小误差，提高实验的精度的是__________。
A．橡皮条弹性要好，拉力要适当大些
B．两个分力F1、F2间的夹角要尽量大些
C．拉橡皮条时，橡皮条细绳和弹簧测力计应平行贴近木板
D．拉橡皮条的细绳要细且长，描出细绳拉力方向时，要在细绳正下方，稍远的距离描点
(4)在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学的实验结果如图所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳结点的位置。图中______是力F1与F2的合力的理论值；__________是力F1与F2的合力的实验值。
【解析】(1)为了完成实验我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，并且需要刻度尺测量，故还需要橡皮条和刻度尺。
(2)合力与分力效果相同也就是合力与分力做了相同的工作，都把同一根橡皮条，拉到相同的位置，使橡皮条的伸长量及拉力完全相同，故选A。
(3)橡皮条弹性要好，拉力要适当大些这样可以减小弹簧测力计读数时的相对误差，A正确；两个分力F1、F2间的夹角要适当大些，但不是越大越好，B错误；拉橡皮条时，橡皮条细绳和弹簧测力计应平行贴近木板，可减小测量时的读数误差，C正确；拉橡皮条的细绳要细且长，描出细绳拉力方向时，要在细绳正下方，稍远的距离描点，可以减小拉力方向描绘的误差，D正确。
(4)理论上的合力应是平行四边形的对角线，而实验值应该在AO的沿长线上，因此F是理论值，F′是实验值。
答案：(1)橡皮条 刻度尺 (2)A (3)A、C、D
(4)F F′
2．用“一把量程为5 N的弹簧测力计，一个质量未知的重物，一条橡皮筋，平整木板一块，图钉若干枚，刻度尺、细线、白纸和笔”验证力的平行四边形定则。请根据某同学的实验操作过程，完成相关实验内容。
(a)挂在弹簧测力计上的重物静止时，测力计示数如图甲所示。
(b)把纸平铺在木板上并固定，橡皮筋的一端固定在木板上端A点，另一端用细线打上结(方便挂重物和弹簧测力计拉动)。
(c)如图乙所示，将木板竖直放置，挂上重物拉伸橡皮筋的结点到某一位置O，记下该位置和挂重物细线的方向。
(d)移动重物位置，使橡皮筋拉伸方向偏离竖直位置，在适当的位置钉上一枚图钉(如图丙所示中B点)，让挂重物的细线搭在图钉上，使橡皮筋的拉伸方向固定下来。
(e)如图丁所示，用弹簧测力计把橡皮筋结点拉到O点，记下此时弹簧测力计的示数和方向(设与竖直方向夹角为α)、O点与B点的连线(设与竖直方向夹角为β)。
(f)根据力的图示标示各力的大小；根据力的合成用作图方法求出分力的合力，将该力与橡皮筋只受一个力作用时进行比较。力的平行四边形定则得到验证。
(1)重物的重力大小为__________N。
(2)如图丁所示，当β＝60°时，α＝__________；此时弹簧测力计指示的示数为__________N。
【解析】(1)从弹簧测力计上读数得4.0 N。
(2)由于本实验所给的器材只有一个弹簧测力计，为了提供两个分力，利用了重物来充当一个分力，所以总是有一个分力的大小与合力大小相等，当β＝60°，一个分力F1与合力F相等，夹角为120°，另一个力F2与F、F1的合力等大反向，F2＝F＝F1，都为4.0 N，方向与竖直方向成α＝60°角。
答案：(1)4.0 (2)60° 4.0
3.(2021·曲靖模拟)李明同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时,利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两个弹簧测力计拉力的大小,如图甲所示。
(1)试在图甲中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示,并用F表示此力。
(2)有关此实验,下列叙述正确的是 。
A.两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大
B.橡皮筋的拉力是合力,两弹簧测力计的拉力是分力
C.两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置O。这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同
D.若只增大某一个弹簧测力计的拉力的大小而且要保证橡皮筋结点位置不变,只需要调整另一个弹簧测力计的拉力大小即可
(3)图乙是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果,其中谁的实验比较符合实验事实?(力F′是用一个弹簧测力计拉时的图示)
答: ________________________________________________________
________________________________________________________。
【解析】(1)用平行四边形定则作图,即以F1、F2为两邻边作平行四边形,对角线就表示合力F。(标上箭头表明方向)
(2)两分力可以同时大于合力,故A对;结点受三个力作用处于平衡状态,其中两弹簧测力计的拉力的合力与第三个力——橡皮筋的拉力等大反向,是一对平衡力,而橡皮筋的拉力不是合力,故B错;只有保证结点在同一位置才能说明作用效果相同,故C对;若两个分力的大小变化而方向都不变,则合力必定变化,故D错。
(3)作图法得到的F必为平行四边形的对角线,单个弹簧测力计的拉力F′一定与橡皮筋共线,故张华的实验比较符合实验事实。
答案:(1)如图所示
(2)A、C (3)张华做实验时得到的结果比较符合实验事实
【加固训练】
某学生实验小组设计了一个“验证力的平行四边形定则”的实验，装置如图甲所示，在竖直放置的木板上部附近两侧，固定两个力传感器，同一高度放置两个可以移动的定滑轮，两根细绳跨过定滑轮分别与两力传感器连接，在两细绳连接的结点O下方悬挂钩码，力传感器1、2的示数分别为F1、F2，调节两个定滑轮的位置可以改变两细绳间的夹角。实验中使用若干相同的钩码，每个钩码质量均为100 g，取g=9.8 m/s2。
(1)关于实验，下列说法正确的是________。
A.实验开始前，需要调节木板使其位于竖直平面内)
B．每次实验都必须保证结点位于O点
C．实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向
D．实验时还需要用一个力传感器单独测量悬挂于O点钩码的总重力
(2)根据某次实验得到的数据，该同学已经按照力的图示的要求画出了F1、F2，如图乙所示，请你作图得到F1、F2的合力F(只作图，不求大小)，并写出该合力不完全竖直的一种可能原因____________________________________。
【解析】(1)实验开始前，需要调节木板使其位于竖直平面内，以保证钩码重力等于细绳中的拉力，选项A正确；该装置每次实验不需要保证结点位于O点，选项B错误；实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向，选项C正确；悬挂于O点钩码的总重力可以根据钩码的质量得出，不需要力传感器测量，选项D错误。
(2)利用平行四边形定则作出F1和F2的合力F，该合力方向不完全在竖直方向的可能原因是定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等。
答案：(1)A、C (2)见解析