当前位置:首页>文档>专题13探究两个互成角度的力的合成规律(解析版)_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习_2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练

专题13探究两个互成角度的力的合成规律(解析版)_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习_2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练

  • 2026-04-16 02:28:44 2026-03-10 00:22:00

文档预览

专题13探究两个互成角度的力的合成规律(解析版)_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习_2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题13探究两个互成角度的力的合成规律(解析版)_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习_2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题13探究两个互成角度的力的合成规律(解析版)_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习_2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题13探究两个互成角度的力的合成规律(解析版)_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习_2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题13探究两个互成角度的力的合成规律(解析版)_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习_2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题13探究两个互成角度的力的合成规律(解析版)_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习_2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题13探究两个互成角度的力的合成规律(解析版)_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习_2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题13探究两个互成角度的力的合成规律(解析版)_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习_2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题13探究两个互成角度的力的合成规律(解析版)_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习_2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题13探究两个互成角度的力的合成规律(解析版)_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习_2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题13探究两个互成角度的力的合成规律(解析版)_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习_2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题13探究两个互成角度的力的合成规律(解析版)_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习_2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题13探究两个互成角度的力的合成规律(解析版)_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习_2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题13探究两个互成角度的力的合成规律(解析版)_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习_2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题13探究两个互成角度的力的合成规律(解析版)_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习_2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题13探究两个互成角度的力的合成规律(解析版)_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习_2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题13探究两个互成角度的力的合成规律(解析版)_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习_2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题13探究两个互成角度的力的合成规律(解析版)_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习_2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题13探究两个互成角度的力的合成规律(解析版)_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习_2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题13探究两个互成角度的力的合成规律(解析版)_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习_2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题13探究两个互成角度的力的合成规律(解析版)_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习_2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题13探究两个互成角度的力的合成规律(解析版)_4.2025物理总复习_2023年新高复习资料_一轮复习_2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练

文档信息

文档格式
docx
文档大小
3.209 MB
文档页数
22 页
上传时间
2026-03-10 00:22:00

文档内容

2023 届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练 专题13 探究两个互成角度的力的合成规律 导练目标 导练内容 目标1 教材经典实验方案的原理、步骤和数据处理 目标2 新高考的改进创新实验 【知识导学与典例导练】 一、教材经典实验方案的原理、步骤和数据处理 1.实验目的:探究两个互成角度的力的合成规律。 2.实验器材: 木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、小圆环、三角板、刻度尺、图钉(几个)。 3.实验原理: 等效思想:使一个力F′的作用效果和两个力F和F的作用效果相同,就是使同一条一端固定的橡皮 1 2 条伸长到同一点O,即伸长量相同,所以F′为F和F的合力,作出力F′的图示,再根据平行四边形定则 1 2 作出力F和F的合力F的图示,比较F、F′在实验误差允许的范围内是否大小相等、方向相同。 1 2 4.数据处理: (1)用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出a、b这两只弹簧测力计的拉力F 1 和F的图示,并以F和F为邻边作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,此对角线即为合力F的图示。 2 1 2(2)用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出一个弹簧测力计c的拉力F'的图示。 (3)比较F与F'是否完全重合或几乎重合,从而验证平行四边形定则。 5.误差分析: (1)系统误差:弹簧测力计本身不够准确造成的误差,为此要选择比较准确的弹簧测力计。 (2)偶然误差:弹簧测力计读数和作图造成偶然误差,需要多做几次实验,并且使两分力F、F的夹角适当 1 2 大些。 6.注意事项: (1)使用弹簧测力计前,要先调整指针使其指在零刻度处;再将两只弹簧测力计的挂钩钩在一起,向相反方 向拉,如果两个示数相同方可使用。 (2)实验中的两个细绳套不要太短。 (3)在同一次实验中,橡皮条拉长时结点到达的位置一定要相同。 (4)用两只弹簧测力计互成角度地拉橡皮条时,夹角不宜太大也不宜太小。 (5)在用力拉弹簧测力计时,拉力应沿弹簧测力计的轴线方向。弹簧测力计中弹簧轴线、橡皮条、细绳套 应该位于与纸面平行的同一平面内。 (6)画力的图示选定的标度要相同,要恰当选定标度,使力的图示稍大一些。 【例1】某同学用图甲所示装置做“探究求合力的方法”实验。其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋 与细绳的结点,OB和OC为细绳。 (1)要减小实验误差,下列措施可行的是( )A.两个分力 的大小要适当大些 B.两个分力 间的夹角要尽量大些 C.拉橡皮筋的细绳要细些且要稍短一些 D.标记细绳方向的点要尽量离结点近些 (2)若实验中弹簧测力计的量程均为5N,某次实验用两个弹簧测力计拉橡皮筋时,两个绳套间的夹角为 60°,两弹簧测力计的示数恰好均如图乙所示,弹簧测力计的示数为________N,你认为这次操作 ____________(填“合适”或“不合适”),原因是____________ (3)某次实验的结果如图丙所示,这次实验 刚好垂直,若在图丙所示的实验结果中,保持结点的位 置 的方向不变,将两个分力的夹角增大,则 _________(填“变大”“变小”或“不变”), ___________(填“变大”“变小”或“不变”)。 【答案】 A 3.6 不合适 两个分力的合力大于弹簧测力计的量程,当用一个弹簧测 力计拉橡皮筋时将无法操作 变大 不变 【详解】(1)[1]A.为了减小读数误差,应让两力适当大些,故A正确; B.两个分力 、 间的夹角不宜过大或过小,那样作图不方便,容易产生误差,故B项错误; CD.为了准确记下拉力的方向,故采用两点描线时两点应尽量距离大一些,细绳应长些,故CD错误。 故选A。 (2)[2]弹簧测力计的示数为3.6N。 [3]这次操作不合适。 [4]因为当 与 大小都为3.6N.且夹角为60°时,两个力的合力大小为 即F超过了弹簧测力计的量程,当用一个弹簧测力计拉橡皮筋时将无法操作。(3)[5][6]结点的位置不变,合力不变,即 不变, 方向不变,增大两个分力夹角.由图示可知, 均增大。 二、新高考的改进创新实验 1.实验方案的创新 【例2】某实验小组利用如图所示的实验器材验证力的平行四边形定则。在圆形水平桌面上平铺固定一张 白纸,在桌子边缘安装三个不计摩擦的滑轮,其中滑轮P 固定在桌边,滑轮P、P 可沿桌边移动。将三根 1 2 3 绳子系在同一点O,每根绳子的另一端各挂一定数量的砝码(每个砝码的质量均为m),当系统达到平衡 时,记录每根绳上的砝码数量便可得出三根绳子的拉力大小,按照正确步骤进行操作,完成实验。回答下 列问题: (1)下列说法正确的是______ A.必须以OP、OP 绳的拉力为相邻边作平行四边形 2 3 B.若三根绳互成120°角,则三根绳所挂钩码数量相等 C.以OP、OP 绳的拉力作平行四边形,所夹对角线(合力理论值)大小与OP 拉力大小相同,则验证了 2 3 1 力的平行四边形定则 D.三根绳可以用橡皮筋代替(2)实验时,若O点的位置不在圆桌中心______(填“会”或“不会”)影响实验结论。 (3)若三个滑轮不在同一水平面上,且高度偏差较大______(填“能”或“不能”)在白纸上准确记录 力的大小和方向。 【答案】 BD 不会 能 【详解】(1)[1]A.作用在O点的三个力分别为OP、OP、OP 三根绳子中的拉力,由三力平衡可知, 1 2 3 实验中应根据平行四边形定则任意合成两根绳子中的拉力,如果两根绳子拉力的合力与第三根绳子中的拉 力等大、反向、共线,那么就验证了力的平行四边形定则。故任意选取两根绳的拉力为相邻边作平行四边 形即可,A错误; B.由平行四边形定则可知,若三根绳互成120°角,则其中两根绳中拉力的合力在它们夹角角平分线方向, 则两根绳中拉力大小相等,又因为两个等大分力夹角120°时合力与两分力相等,故三根绳子中的拉力相等, 即三根绳所挂钩码数量相等,B正确; C.以OP、OP 绳的拉力作平行四边形,所夹对角线(合力理论值)大小与OP 拉力大小相同,方向OP 2 3 1 1 拉力方向相反,则验证了力的平行四边形定则。仅合力理论值大小与OP 拉力大小相同,无法验证平行四 1 边形定则成立,C错误; D.三根绳用橡皮筋代替不会影响拉力方向、大小的记录,故三根绳可以用橡皮筋代替,D正确。故选 BD。 (2)[2]本实验需要通过三力平衡验证力的平行四边形定则,每次平衡后,取下沙桶前记录好节点与力的 方向即可,因此改变滑轮的位置和相应沙桶中沙的质量,使系统再次达到平衡,绳的结点O的位置不必保 持不变。即O点的位置不在圆桌中心不会影响实验结论。 (3)[3]三个滑轮不在同一水平面上,则三个力所在的平面与桌面不共面,在桌面上记录细线方向时记录 的是三个力在水平桌面上投影的方向,由几何关系可知,三个力投影的夹角与三个拉力的夹角相同,故三 个滑轮不在同一水平面上,不会影响拉力方向的记录,也能在白纸上准确记录力的大小和方向; 2.实验器材的创新 【例3】某小组为了验证力的平行四边形定则,设计了如图甲所示的实验:在一个半圆形刻度盘上安装两 个可以沿盘边缘移动的拉力传感器A、B,两传感器的挂钩分别系着轻绳,轻绳的另一端系在一起,形成结 点O,并使结点O位于半圆形刻度盘的圆心.在O点挂上重G=2.00 N的钩码,记录两传感器A、B的示数F、F 及轻绳与竖直方向的夹角θ、θ,用力的图示法即可验证力的平行四边形定则. 1 2 1 2 (1)当F=1.00 N、F=1.50 N,θ=45°、θ=30°时,请在图乙中用力的图示法作图________,画出两绳拉 1 2 1 2 力的合力F,并求出合力F=________N.(结果保留三位有效数字) (2)该组同学在实验中,将传感器A固定在某位置后,再将传感器B从竖直位置的P点缓慢顺时针旋转,得 到了一系列B传感器的示数F 和对应的角度θ,作出了如图丙所示的F-θ 图象,由图丙可知A传感器所 2 2 2 2 处位置的角度θ=________. 1 【答案】 2.01(1.97~2.05) 60° 【详解】(1)F 、F 的图示及力的合成图如图所示,根据比例关系可知合力大小为2.01N. 1 2(2)根据丙图可知,当θ = 时,F =2.0N;F 、F 的合力仍为重力G=2N,根据平衡条件则有: 2 2 1 2 F cosθ +F cos60°=G,F sinθ =F sin60°,解得:F =2N,θ =60° 1 1 2 1 1 2 1 1 【多维度分层专练】 1.“探究求合力的方法”实验。 (1)本实验采用的主要科学方法是___________。 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)实验桌上已有的器材如图所示,为完成该实验还需要的器材是___________。 A.一根橡皮筋 B.两个钩码 C.三角板一套 D.天平 (3)老师拍摄同学们实验操作时的照片如图所示,则操作正确的是___________。 A. B. C. D. (4)规范操作后,请读出图中弹簧测力计的读数为___________N。(5)实验操作完成后作出___________(选填“力的示意图”或“力的图示”)来探究合力与分力的关系。 【答案】 B C C 1.70 力的图示 【详解】(1)[1]合力与分力是作用效果相同的关系,所以实验用的等效替代法,故ACD错误,B正确。 故选B; (2)[2]除了实验桌上已有的器材,在做力的图示时,还需要一套三角板,故C正确,ABD错误。 故选C; (3)[3]A.图中夹角和拉力较大,白纸的可利用部分较少,用作图法求的合力误差会比较大,故A错误; B.图中弹簧测力计与白纸不平行,故B错误; CD.D图中弹簧测力计和绳不在一条直线上,误差较大,C中弹簧测力计与白纸平行,拉力和角度适中, 故C正确,D错误。故选C; (4)[4]指针指在刻度1.7,测力计需要估读,则读数为1.70N; (5)[5]探究求合力实验,是用作图法寻找合力与分力的关系,要求力的大小和方向准确,所以用力的图示法。 2.某研究小组做“验证力的平行四边形定则”的实验,所用器材有:方木板一块,白纸,量程为0~5 N 的弹簧测力计两个,橡皮条(带两个较长的细绳套),刻度尺,图钉(若干个)。(1)如图1所示的弹簧测力计的示数为________N; (2)具体操作前,同学们提出了如下关于实验操作的建议,其中正确的是________(填选项前的字母) A.橡皮条弹性要好,拉结点到达某一位置O时,拉力要适当大些 B.再次进行验证时,结点O的位置必须保持相同 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.拉橡皮条的细绳要长一些,标记同一细绳方向的两点要远一些 (3)该小组的同学用如图2所示的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3所示,其中对于提高实验精度最有利的是 ________(填选项字母)【答案】 3.00 ACD B 【详解】(1)[1]由图可以读出此时弹簧测力计的示数为3.00N; (2)[2]A.合力与分力的关系为等效替代的关系,效果是相同的,所以在同一次实验时,需要让两个力拉 橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同,则结点O的位置一定要相同,同时拉力要适当大一些,可 以有效减小误差,A正确; B.在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,选项B错误; C.使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线,可以减小因摩擦产生的误差,读数时视线应正对测力计刻 度,可以减小偶然误差,C正确; D.拉橡皮条的细绳要长一些,标记同一细绳方向的两点要远一些,可以减小方向误差,D正确。故选 ACD。 (3)[3]A.为了便于确定拉力的方向,拉橡皮条的细绳要稍长一些,同时在纸上描点时,所描的点不要太 靠近结点,A图中所描的点太靠近结点,A错误; B.B图中所描的点到结点的距离适中,力的大小适中,而且两个力的夹角的大小也适中,B正确; C.实验要方便、准确,两分力适当大点,C图中的读数相对于选取的单位长度的力作图时线段太短,产生 的相对误差太大,C错误; D.D图中两个分力之间的夹角太小,这样相对误差较大,D错误。故选B。 3.在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,实验装置及过程如图甲乙丙所示,E为橡皮筋原长时 小圆环的位置,O为实验时小圆环被拉至的位置。(1)图丁中弹簧测力计的示数为___________N; (2)在实验过程中,必须记录的有___________;(本小题有多个选项正确) A.甲图中E的位置 B.乙图中O的位置 C.OB、OC的方向 D.弹簧测力计的示数 (3)下列选项中,与本实验要求相符的是___________;(本小题有多个选项正确) A.两细绳OB、OC夹角要尽量大一些 B.读数时,视线应正对弹簧测力计的刻度 C.实验时,只需保证两次橡皮筋伸长量相同即可 D.多次实验时,均应将小圆环拉到O点处 (4)某次实验记录纸如图戊所示,拉力F 和F 的方向分别过P 和P 点,拉力F的方向过P点;三个力的 1 2 1 2 大小分别为:F=2.70N、F=2.30N和F=4.00N。得出正确实验结论后,请根据实验结论和图中给出的标度: 1 2 ①在图中作出F 和F 的合力;②根据作图求出该合力为___________N。 1 2 (5)图己为小明与小华对本实验进行的探究方案,两人针对实验中是否需要记录O点的位置持有不同观 点:小明认为需要记录,而小华认为不需要。你赞同_________(选填“小明”或“小华”)的观点,理 由是_______。【答案】 2.35 BCD BD ,3.99 小华 只要系统处于静止状态,两力的合力大小 方向就不变,所以不需要记录O点位置 【详解】(1)[1]弹簧测力计最小分度为0.1N,读数要读到0.01N,图中读数为2.35N。 (2)[2]必须要记录的有两个分力F 和F 的大小和方向、合力F的大小和方向,力的大小通过弹簧测力计 1 2 读出,两次都要使小圆环被拉到O点位置,所以必须记录的有B、C、D。 (3)[3]A.两细绳OB、OC夹角要适当大一些,但不能太大,合力一定时,两分力夹角太大则两分力很大, 导致测量误差变大,故A错误; B.读数时,视线应正对弹簧测力计的刻度,规范操作,故B正确; C.实验时,不仅需保证两次橡皮筋伸长量相同,还必须都是沿竖直方向伸长至O点才行,故C错误; D.多次实验时,都要保证弹簧测力计把小圆环拉到的位置相同,故D正确。故选BD。 (4)[4]由于标度已经选定,作图时要保证表示F、F 的线段长度为标度的2.7倍和2.3倍,作图如下 1 2 量出作图法求出的合力长度约为标度的3.99倍,所以合力大小为3.99N。 (5)[5][6]图己方案中两个弹簧测力计的共同作用效果是平衡O点下方所悬挂重物的重量,所以O点位置发生移动,只要系统处于静止状态,两力的合力大小方向就不变,所以不需要记录O点位置的,故赞同 “小华”的观点。 4.某学习小组利用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。一竖直木板上固定白纸,白纸 上附有角度刻度线。弹簧测力计a和b连接细线系于O点,其下端用细线挂一重物Q,使结点O静止在角 度刻度线的圆心位置。分别读出弹簧测力计a和b的示数,并在白纸上记录O点的位置和拉线的方向。 (1)图中弹簧测力计a的示数为______N。 (2)关于实验下列说法正确的是______。(请填写选项前对应的字母) A.应测量重物Q所受的重力 B.弹簧测力计a、b通过细线对O点作用力的合力就是重物Q的重力 C.连接弹簧测力计a、b以及重物Q的细线不必等长,但三根细线应与木板平行 D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置 (3)弹簧测力计a、b均绕O点顺时针缓慢转动,且保持两弹簧测力计间的夹角不变,直到弹簧测力计a 方向水平为止,此过程中弹簧测力计a的示数会______、弹簧测力计b的示数会______。(填“变大”、 “不变”、“变小”、“先变大后变小”、“先变小后变大”) 【答案】 5.80 AC 变小 变大 【详解】(1)[1]弹簧测力计 的分度值为0.1N,需要估读到0.01N,所以示数为5.80N。 (2)[2]A.实验中要验证的是弹簧测力计a、b对O点的拉力用平行四边形定则合成后,与重物Q对O点 的拉力是否等大反向,而Q对O点的拉力与Q的重力相等,所以应测量重物Q所受的重力,故A正确; B.弹簧测力计a、b对O点的拉力的合力与重物Q的重力是一对平衡力,而不是同一个力,故B错误;C.连接弹簧测力计a、b以及重物Q的细线不必等长,但三根细线应与木板平行,以减小作图误差,故C 正确; D.改变拉力,进行多次实验,每次O点静止时,Q对O点的作用效果与O点的位置无关,所以不要求每 次都使O点静止在同一位置,故D错误。故选AC。 (3)[3][4]方法一:由题意,根据几何关系可知,弹簧测力计a、b对O的拉力Fa、Fb以及Q对O的拉力 G组成的矢量三角形内接于圆内,如图所示,可知在弹簧测力计a、b均绕O点顺时针缓慢转动直到弹簧测 力计a方向水平的过程中,弹簧测力计a的示数变小,弹簧测力计b的示数会变大。 方法二:由题意可知重物对O拉力的的对角(即力作用线的反向延长线所在的夹角)始终为120°,设 的 对角为 , 的对角为 ,由于三个力中任意两个力的合力一定与另外一个力等大反向,所以根据几何关 系以及余弦定理可得 在弹簧测力计a、b均绕O点顺时针缓慢转动直到弹簧测力计a 方向水平的过程中, 由90°增加至150°, 由150°减小至90°,所以 变小, 变大。 5.某实验小组用弹簧测力计和量角器等器材验证力的平行四边形定则,设计的实验装置如图所示。固定 在竖直木板上的量角器直边水平,橡皮筋一端固定在量角器圆心O的正上方A点,另一端系绳套1和绳套 2。(1)实验步骤如下: ①弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋,使橡皮筋的结点到达O点,记下弹簧测力计的示数F; ②弹簧测力计挂在绳套1上,手拉着绳套2,缓慢拉橡皮筋,使橡皮筋的结点再次到达O点,此时绳套1 沿0°方向,绳套2沿120°方向,此时弹簧测力计的示数为F; 1 ③根据力的平行四边形定则计算出绳套1的拉力F′=________; 1 ④比较________,即可初步验证力的平行四边形定则。 (2)将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向,同时保持绳套2沿120°方向不变,此过程中仍旧保持橡皮筋 的结点在O点不动,关于绳套1的拉力大小的变化,下列结论正确的是________。 A.逐渐增大 B.先增大后减小 C.逐渐减小 D.先减小后增大 【答案】 F F 与F′ 的大小 D 1 1 【详解】(1)[1]根据力的平行四边形定则计算出绳套1的拉力F′ =F tan30°= F 1 [2]比较F 和F′ 的大小,即可初步验证力的平行四边形定则; 1 1 (2)[3]保持绳套2方向不变,绳套1从图示位置向下缓慢转动60°,此过程中保持橡皮筋的结点在O点不 动,说明绳套1和绳套2拉力的合力不变,绳套1转动过程受力分析如图所示,故绳套1的拉力先减小后 增大。故选D。6.安庆某中学107班的学生在做“探究两个互成角度的力的合成规律”的分组实验时,利用了如图所示的 实验装置。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 ,每个钩码的质量 相等,当系统达到平衡时,根据钩码个数读出三根绳子的拉力 、 、和 ,回答下列问题。 (1)改变钩码个数,能完成实验是____________; A. , , B. , C. , , (2)在拆下钩码和绳子前,最重要的一个步骤是____________; A.标记结点 的位置,并记录 、 、 三段绳子的方向 B.量出 、 、 三段绳子的长度 C.用量角器量出三段绳子之间的夹角 D.用天平测出钩码的质量(3)在作图时,你认为图中__________(选填“甲”或“乙”)是正确的。 【答案】 C A 甲 【详解】(1)[1]要使结点O处于平衡状态,三根绳子的拉力F、F、F 的合力应为零,在力之间有夹角 1 2 3 的情况下,应使其中一个力的大小处在另外两个力之差与之和的范围内。故选C。 (2)[2]A.在拆下钩码和绳子前,最重要的一个步骤是标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳 子的方向,故A正确; BC.其中OA、OB、OC三段绳子的长度和三段绳子之间的夹角不必测量,故BC错误; D.由于每个钩码质量相同,三个力的大小可以用钩码重力的倍数来表示,故不需要测出钩码的质量,故D 错误。故选A。 (3)[3]由于绳子OC段的拉力一定竖直向下,故F 方向一定竖直向下,可知甲图正确。故选甲。 3 7.某同学利用拉力传感器来验证力的平行四边形定则,实验装置如图甲所示.在贴有白纸的竖直板上, 有一水平细杆MN,细杆上安装有两个可沿细杆移动的拉力传感器A、B,传感器与计算机相连接.两条不 可伸长的轻质细线AC、BC(AC>BC)的一端结于C点,另一端分别与传感器A、B相连。结点C下用轻细线 悬挂重力为G的钩码D。实验时,先将拉力传感器A、B靠在一起,然后不断缓慢增大两个传感器A、B间 的距离d,传感器将记录的AC、BC绳的张力数据传输给计算机进行处理,得到如图乙所示张力F随距离d 的变化图线。AB间的距离每增加0.2 m,就在竖直板的白纸上记录一次A、B、C点的位置.则在本次实验 中,所用钩码的重力G=________ N;当AB间距离为1.00 m时,AC绳的张力大小FA=________ N;实验 中记录A、B、C点位置的目的是________________。【答案】 30.0 18.0 BC绳张力的方向 【详解】[1]根据题意,由于AC>BC,所以刚开始分开的时候,AC绳拉力为零,BC绳拉力等于钩码的重 力,可知G=30.0N; [2]由题给图象分析可以知道图线Ⅱ为绳AC拉力的图象,则当AB间距离为1.00 m时,由图线可以知道此 时AC绳的张力大小FA=18 N; [3]实验中记录A、B、C点位置的目的是记录AC、BC绳张力的方向,从而便于画出平行四边形。 8.某实验小组利用如图所示装置进行“验证力的平行四边形定则”实验。圆心为O的半圆形木板竖直固 定,边缘处有滑道可以用来固定拉力传感器,将三根不可伸长的细线打结于P点,一根悬挂重物,另外两 根分别与两拉力传感器A、B相连。实验操作步骤如下: ①先仅用传感器A拉住重物,调整细线 的长度及传感器A的位置使得结点P与圆心O重合,记录传感器A的示数 和____________; ②再将传感器B固定于图示位置,仍保证__________________,调节传感器A的位置至 处,记录两传感 器A、B的示数分别为 、 ,同时记录___________和___________; ③画出 、 、 三力的图示,以 、 为邻边做出平行四边形,连结所夹对角线得到合力F,对比合 力F与_________的大小和方向得出实验结论。 (1)请将上述填空补充完整。 (2)下列操作必要的是_________。 A.细线 必须水平 B.木板必须竖直且三根细线与木板平行 C.应使 与 的夹角尽量的大 D.重复上述①②③操作步骤时重物的重量不可改变 【答案】 力的方向OA P与O重合 的方向 的方向 B 【详解】(1)力的平行四边形定则试验中,实验中必须记录合力的大小方向,分力的大小和方向,保证 分力和合力的作用效果相同,必须保证P与O重合,最后验证的是以 、 为邻边做出平行四边形得到 合力F与 大小和方向是否一致。 [1] 力的方向OA[2] P与O重合[3] 的方向[4] 的方向[5] (2)[6]A.B点位置可以随便确定,只要试验能较顺利完成即可,A错误; B.为了减小试验误差,木板必须竖直且三根细线与木板平行,B正确;C.应使 与 的夹角应适当,不是最大最好,C错误; D.重复上述①②③操作步骤时重物的重量可改变,必须保证每次试验重物的重量不变,D错误。 故选B。 9.为探究合力与两个分力之间的关系,某同学设计了如图所示的实验装置,细线一端固定在立柱上,另 一端跨过滑轮与弹簧称相连。实验时,所挂的钩码保持不变,移动弹簧秤到不同位置,发现α越大、弹簧 秤示数F也越大。 (1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中的示数F为______N。 (2)为了更清楚地了解F随α变化的关系,该同学记录下不同位置时α与F的具体数值。若该同学在实验中 的操作都是正确的,则在误差允许范围内,他能发现以下为定值的是______。 A. B. C. D. 【答案】 3.6 B 【详解】(1)[1]由图可直接读出弹簧测力计的读数为3.6N。 (2)[2]对钩码做受力分析如下图所示由于滑轮处是活结,则三角形为等腰三角形,根据余弦定理有 化简可得 mg = 2Fcos 则定值为Fcos 。故选B。