实验 验证力的平行四边形定则
刷难关
1.(多选)在做“验证力的平行四边形定则”实验时,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点,在该实验过程中,以下说法正确的是 ( )
A.同一次实验过程中,前后两次应把橡皮条的另一端拉到同一位置 B.弹簧测力计必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计刻度 C.把橡皮条的另一端拉到O点时,两弹簧测力计间的夹角必须取90° D.画力的平行四边形时,平行四边形的边应画短些,这样可减小误差
2.[北京东城区2019高一上期末]某同学用如图所示装置做“验证力的平行四边形定则”的实验,橡皮筋的一端固定在水平木板上的P点,另一端系有两个绳套.实验中先用两个弹簧测力计分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮筋,,将橡皮筋拉至某一位置O,如图所示.再只用一个弹簧测力计,通过绳套把橡皮筋拉到与前面相同的位置O.
(1)为完成该实验,下述必须有的步骤是________.(填正确选项前的字母) A.测量细绳的长度 B.测量橡皮筋的原长 C.记录弹簧测力计的示数 D.记录结点O的位置
E.通过细绳记录拉力的方向
(2)对操作过程,下列说法正确的是________.(填正确选项前的字母) A.橡皮筋、弹簧测力计和细绳应位于与木板平行的同一平面内 B.两细绳之间的夹角一定要取90°,以便计算合力的大小 C.用平行四边形定则求得的合力方向一定沿PO方向 D.弹簧测力计的示数取得适当大些有利于减小误差
3.某同学利用下列器材,设计实验来验证力的平行四边形定则.器材:三根完全相同的轻质弹簧(每根弹簧两端均接有适当长度的细绳套),几个小重物,一把刻度尺,一块三角板,一支铅笔,一张白纸,几枚钉子.
实验步骤:
①用两枚钉子将白纸(白纸的上边沿被折叠几次)钉在竖直墙壁上,将两根弹簧一端的细绳套分别挂在两枚钉子上,另一端的细绳套与第三根弹簧一端的细绳套连接.待装置静止后,用刻度尺测出第三根弹簧两端之间的长度,记为L0;
①在第三根弹簧的另一个细绳套下面挂一重物,待装置静止后,用铅笔在白纸上记下结点的位置O和三根弹簧的方向,用刻度尺测出三根弹簧的长度L1、L2、L3;
①取下器材,将白纸平放在桌面上.用铅笔和刻度尺从O点沿着三根弹簧的方向画直线,按照一定的标度作出三根弹簧对结点O的拉力F1、F2、F3的图示.用平行四边形定则求出F1、F2的合力F;
①测量发现F与F3在同一条直线上,大小接近相等,则验证了平行四边形定则,结论成立.
(1)三根弹簧对结点0的拉力之比F1:F2:F3?________.
(2)若钉子位置固定,利用上述器材,改变条件再次验证,可采用的方法是__________ ________________________________.
(3)本实验的误差来源可能是________________________________________.(写出其中一点即可)
4.[河南郑州2019高一上期末]某小组在验证“互成角度的两个力的合成”的实验中得到的实验结果如图所示(F?与AO共线).该小组在实验中把橡皮筋一端固定在A点,另一端系上细绳套.
(1)先用一个弹簧测力计施加一个力把结点拉至O点,并记录下此时的拉力,这个力是图中的________(填“F”或“F?”).
(2)再用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套,仍将结点拉至O点,记录下这两个力(图中的F1与F2).这里采用的实验方法是________.
A.微小量累加法 B.理想实验法 C.控制变量法 D.等效替代法
(3)在实验中,如果用两根劲度系数不同的橡皮条代替两个细绳套,对实验结果是否有影响?答:________(填“有”或“没有”).
5.[山西大同一中2018高一上月考]用如下的器材和方法可以验证“力的平行四边形定则”,在圆形桌子上平铺一张白纸,在桌子边缘安装三个光滑的定滑轮,其中,滑轮P1固定在桌子边,滑轮P2、P3可沿桌边移动.第一次实验的步骤如下:
A.在三根轻绳下挂上一定数量的钩码,并使结点O静止; B.在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向,以O点为起点,作出三个拉力的图示; C.以绕过P2、P3绳的两个力为邻边作平行四边形,作出以O点为起点的平行四边形的对角线,量出对角线的长度;
D.检验对角线的长度和绕过P1绳的拉力的图示的长度是否一样,方向是否在一条直线上.
(1)这次实验中,若一根绳挂的钩码质量为m,另一根绳挂的钩码质量为2m,则第三根绳挂的钩码质量一定大于________且小于________.
(2)第二次实验时,改变滑轮P2、P3的位置和相应绳上钩码的数量,使结点平衡,绳的结点________(填“必须”或“不必”)与第一次实验中白纸上描下的O点重合.实验中,若桌面不水平________(填“会”或“不会”)影响实验的结论.
6.[广东中山一中2019高一上段考]“探究力的平行四边形定则”的实验如图甲所示,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,图乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图.
(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)图乙中的________(填“F”或“F?”)是力F1和F2合力的实际测量值. (3)同学们在操作过程中有如下议论,其中对减小实验误差有益的说法是________. A.两根细绳必须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的角平分线在同一直线上
C.为了读数方便,可以使弹簧测力计与木板平面成一定倾角 D.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些
(4)实验中用一个弹簧测力计拉时如图丙所示,则弹簧测力计的读数为________N.
(5)在实验中,如果将细绳也换成橡皮条,那么实验结果是否会发
生变化?答:________.(填“会”或“不会”)
(6)由于没有弹簧测力计,宏春同学改用图丁的装置来验证力的平行四边形定则:在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的质量相等,当系统达到平衡时,根据钩码个数记下三根绳子的拉力TOA、TOB和TOC及结点O的位置,再改变钩码个数重新实验,下列实验不能完成的是________.
A.钩码的个数N1?N2?3,N3?4 B.钩码的个数N1?N2?2,N3?4 C.钩码的个数N1?N2?N3?4 D.钩码的个数N1?3,N2?4,N3?5
7.[江西赣州会昌中学2019高一上月考]某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,测得图中弹簧OC的劲度系数为500N/m.如图甲所示,用弹簧OC和弹簧测力计a、b做“探究求合力的方法”实验,在保持弹簧伸长1.00cm不变的条件下.
(1)若弹簧测力计a、b间夹角为90°,弹簧测力计a的读数如图乙所示,为________N,则理论上弹簧测力计b的读数应为________N.
(2)若弹簧测力计a、b间夹角大于90°,保持弹簧测力计a与弹簧OC的夹角不变,减小弹簧测力计b与弹簧OC的夹角,则弹簧测力计a的读数________,弹簧测力计b的读数________.(均填“变大”“变小”或“不变”)
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