粤教版 (2019)必修 第一册第四节 力的合成课后练习题

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A级 合格达标
1．在探究力的合成实验中，用一个弹簧测力计拉橡皮筋时要和用两个弹簧测力计拉时结点的位置重合，这样操作主要采用的科学方法是( )
A．控制变量的方法 B．等效替代的方法
C．理论推导的方法 D．理想实验的方法
答案：B
2.在探究力的合成实验中，把橡皮筋一端固定于P点，另一端通过细绳套连接两个弹簧测力计，并使该端拉至O点，测得PO长为L，如图所示，则实验中( )
A．选取的细绳套适当长一些
B．只需要记录弹簧测力计的读数
C．两根细绳套间的夹角尽可能大些
D．改用一个弹簧测力计拉橡皮筋时，只需使橡皮筋的长度仍为L
解析：为了减小实验测量的误差，选取的细绳套应适当长一些，A正确．实验中需记录弹簧测力计的读数、拉力的方向以及结点O的位置，B错误．为了减小测量的误差，两根细绳套间的夹角要适当大一些，不是越大越好，C错误．为了产生相同的效果，改用一只弹簧测力计拉橡皮筋时，仍然要拉到同一结点，故D错误．
答案：A
3．在做探究力的合成实验中，以下说法中正确的是( )
A．用两个弹簧测力计拉橡皮筋时，两细绳之间的夹角必须为90°，以便求出合力的大小
B．用两个弹簧测力计拉橡皮筋时，结点的位置必须与用一个弹簧测力计拉时结点的位置重合
C．若用两个弹簧测力计拉时合力的图示F与用一个弹簧测力计拉时拉力的图示F′不完全重合，说明力的合成的平行四边形定则不一定是普遍成立的
D．同一实验过程中，结点O的位置允许变动
解析：理论上，细绳之间的夹角是任意的，不需要计算，可以用弹簧测力计和量角器测量力的大小和方向，A错误；前后两次结点的位置相同，力的作用效果才相同，B正确，D错误；由于测量和作图存在误差，F′和F的方向不一定完全重合，实验可以证明，在误差允许的范围内，平行四边形定则总是成立的，C错误．
答案：B
4．实验员接下来要准备“验证平行四边形定则”的实验，请问：
(1)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
(2)图甲为实验情况，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳，则我们需要记录下面哪些数据，请把对应数据前的字母写在横线上________．
A．O点的位置 B．两弹簧测力计的示数
C．OB和OC的方向 D．OB和OC的夹角
(3)如图乙所示为图甲中右边弹簧测力计的示数，则读数为________．
(4)图丙为根据实验作出的力的图示，请通过平行四边形定则直接在图丙中作出F1和F2的合力F.
(5)接下来实验员只用一个弹簧测力计，同样把结点拉到O点，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个F′的图示，请问F和F′哪一个力的方向一定沿AO方向________(选填“F”或“F′”)．
答案：(1)B (2)ABC (3)2.65 N
(4)如图
(5)F′
B级 等级提升
5．如图所示，将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度是0.1 N的弹簧测力计．在弹性限度内保持橡皮筋伸长量不变的条件下，沿着两个不同方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到O点，两根细绳互相垂直，如图所示．
(1)由图可读出弹簧测力计乙的拉力大小应该为______N．(只需读到0.1 N)
(2)则本题中甲、乙两弹簧测力计拉力的合力为______N.
解析：本题考查弹簧测力计的读数及力的合成，读数时要注意精度及题目的要求，注意掌握利用三角形定则求合力．
(1)由图可知，弹簧测力计的最小分度为0.1 N，则弹簧测力计乙拉力大小为4.0 N.
(2)由图可知，弹簧测力计甲的拉力F1＝3.0 N、F2＝4.0 N，F1、F2相互垂直，因此有F＝eq \r(Feq \\al(2,1)＋Feq \\al(2,2))＝5.0 N.
答案：(1)4.0 (2)5.0
6．某同学利用三个完全相同的弹簧测力计进行验证力的平行四边形定则实验，在水平面内，将弹簧测力计丙固定，然后将弹簧测力计甲、乙挂在细绳套上．
(1)某次实验时，以合适的力度将弹簧测力计甲、乙沿水平方向拉开一定角度，使结点拉至O点，此时，需要记录O点位置、甲、乙、丙三个弹簧测力计的弹力F1、F2、F3的大小和方向．用力的图示做出三个弹力的矢量线段，然后以F1、F2两个弹力为邻边做平行四边形，画出对角线，比较对角线与__________，在误差允许的范围内，若近似等大反向，则可验证平行四边形定则．
(2)关于实验操作，下列说法正确的是__________．
A．记录弹力方向时，需要量角器测量各力之间的夹角
B．实验时，应将三个弹簧测力计拉开合适的角度，避免夹角过大或过小
C．重复实验时，为保证作用效果相同，必须将结点拉到同一位置O
D．细绳套的长短，对本实验力的方向的确定没有关系
(3)本实验若在竖直面内完成，________(选填“会”或“不会”)影响实验结论．
解析：(1)对角线为通过平行四边形作出的F1、F2的合力，如果与F3等大反向，则可以说明验证了平行四边形定则．
(2)由于合力是通过平行四边形作出的，而不是通过计算求出的，因此不必量出具体角度值，A错误．实验时，应将三个弹簧测力计拉开合适的角度．夹角过大，合力就会太小，造成第三个弹簧秤的读数太小，相对误差过大；夹角太小，确定力的方向时，小的偏差会出现较大的误差，因此要尽可能避免夹角过大或过小，B正确．由于重复实验时，第二次的O点与第一次没有任何关系，因此重复实验时，没有必要将结点拉到同一位置O，C错误．由于两点确定一条直线，因此细绳套适当长一些，在细绳套上选取的两个点远一些，画力的方向更准确，D错误．故选B.
(3)本实验若在竖直面内完成，对弹簧测力计的示数以及力的方向没有影响，因此不会影响实验结论．
答案：(1)F3 (2)B (3)不会
7．甲、乙两组同学用不同的方法验证“力的平行四边形定则”．
(1)甲组同学用两个弹簧测力计将橡皮筋拉到O点，两弹簧测力计的读数分别为F1和F2；再用一个弹簧测力计将橡皮筋也拉到O点，弹簧测力计的读数为F′.通过作图法验证平行四边形定则时，符合实际情况的是________图．
(2)乙组同学利用的是如图所示的装置．三个细线套L1、L2、L3的一端共同系于一个结点，另一端分别系于重物M和轻质弹簧测力计A、B上，A挂于固定点P.手持B拉动细线，使结点静止于O点．
①实验时除了需要记录重物M的重力、两弹簧测力计的读数、O点的位置外，还需要记录____________________________________．
②关于乙组同学的实验下列表述正确的是________．
A．三个细线套应与竖直木板平面平行
B．改变拉力，重复实验，每次都要使结点处于同一位置
C．细线套L1、L2和L3应适当长一些
D．在实验前不需要校准弹簧测力计，只需要将两个测力计对拉，若二者读数相等即可使用
解析：(1)用一个弹簧测力计将橡皮筋也拉到O点，弹簧测力计的读数F′为合力的实际值，应与橡皮筋共线，通过平行四边形对角线得到的合力F是理论值，由于实验误差不一定与橡皮筋共线．故选D.
(2)①因要作出力的图示，故还需要记录三个细线套L1、L2、L3的方向．
②细绳套应与竖直木板平面平行，这样才能确保力的大小的准确性，故A正确；当结点位置确定时，弹簧测力计和重物重力均确定，当改变拉力，重复实验时，每次结点位置不需要处于同一位置，故B错误；细绳套L1、L2和L3应适当长一些，在确定拉力方向时可以减小误差，故C正确；弹簧测力计是测出力的大小，要准确，所以必须在测之前校零，故D错误．故选AC.
答案：(1)D (2)①三个细线套L1、L2、L3的方向 ②AC
8．某同学做“探究两个互成角度的力的合规律”的实验如图所示．实验时：
①用图钉把一张白纸钉在方木板上，将方木板放在水平桌面上；
②如图甲所示，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定；
③如图乙所示用一个弹簧测力计拉动小圆环至O点，记录O点位置，记录弹簧测力计的示数F及拉力方向；
④如图丙所示，用两个弹簧测力计共同拉动小圆环，将小圆环__________，分别记录两弹簧测力计的示数F1和F2，并记录两个力的方向．
(1)拉力F的示数如图丁，则F＝________N.
(2)请完善步骤④中的操作步骤，横线中应填写__________________________．
(3)某次测量如图丙所示，指出图中这样测量有何不妥之处，并改正：____________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
解析：(1)由题图可知，弹簧测力计的分度值为0.1 N，需估读到分度值的下一位，所以弹簧测力计的读数为3.00 N.
(2)本实验为等效替代，两次拉动，需使橡皮条处于同一状态，需使小圆环拉至O点．
(3)由题图丙可知F1和F2的夹角过大，应适当减小F1和F2的夹角．
答案：(1)3.00(2.99～3.01均可) (2)拉至O点
(3)F1和F2的夹角过大，应适当减小F1和F2的夹角