实验验证力的平行四边形定则（解析版）.docx

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1、实验 验证力的平行四边形定则 同步练习一、实验题1. （2016广东电白高一期末）在做“验证力的平行四边形定则”的实验中：某同学准备了以下器材，其中多余的器材是（选填序号）；A.方木板 B.图钉（几个）C.白纸 D.天平 E.刻度尺 F.测力计 （两只）G.橡皮条 H.细线套（两个）I.铅笔某同学根据实验数据画出力的图示，如图所示，图上标出了 B、6、F、尸四个力, 其中 （填上述字母）不是由弹簧秤直接测得的；若方与尸的 和 都基本相同，说明共点力合成的平行四边形定则得到了验证.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 （填字母代号）.A.两细绳必须等长B.弹簧秤、细绳、橡

2、皮条都应与木板平行C.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大D.拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要尽量靠近.【答案】D, （2） P；大小；方向；（3） B【解析】解：（1）做探究共点力合成的规律实验：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，测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向，用力 的图示画出这三个力，用平行四边形做出两个力的合力的理论值，和那一个力进行比较.所以我们需要的实验器材有：方木板（固定白纸），白纸（记录方向画图）、刻度尺（选 标度）、绳套（弹簧秤拉橡皮条）、弹簧测力计（测力的大小）、图钉（固定白纸）、三角 板（画平行四边形），橡皮

3、条（让力产生相同的作用效果的）铅笔作图.所以多余的器材是天平， 故选：D.所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，。为橡皮筋与细绳的结点，0B和0C为细绳，图 乙是在白纸上根据实验结果画出的图.（1）关于此实验的下列说法中正确的是（）A.同一次实验中，O点位置不允许变动B.实验中，只需记录弹簧测力计的读数和0点的位置C.实验中，把橡皮筋的另一端拉到0点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90D.实验中，要始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹 簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮筋另一端拉到O点（2）图乙中的F与尸两力中，方向一定沿方向的是.（3）本实验采用的科学方法是 （填字母代号

4、）.A.极限法B.等效替代法C.控制变量法D.放大法【答案】A尸 B【详解】试题分析：（1）本实验采用的是等效替代的方法，同一次实验中，0点位置不允许变动， 故A正确；实验中，需记录弹簧测力计的读数和。点的位置，以及拉力方向，故B错 误;实验中，把橡皮筋的另一端拉到。点时，两个弹簧测力计之间的夹角不一定是取90。， 故C错误；本实验只要达到效果相同，对弹簧称拉力的大小没有要求，不需要将其中一 个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，故D错误；（2） K与鸟的合力的实际值测量值为一个弹簧拉绳套时的弹簧的弹力大小和方向，而 理论值是通过平行四边形定则得到的值，所以图乙中的F与广两力中，方向一定沿AO

5、方向的是尸.（3）合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法，因此ACD错误, B正确.【名师点睛】 在解决设计性实验时，一定先要通过分析题意找出实验的原理，通过原理即可分析实验 中的方法及误差分析.（2）某同学根据实验数据画出力的图示，如图所示，图上标出了 R、F2、F、F四个力， 其中F不是由弹簧秤直接测得的；若F与F的大小和方向都基本相同，说明共点力合成 的平行四边形定则得到了验证.（3） A、通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条时，并非要求两细绳等长，故A 错误；B、测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验中因摩擦造成的误差，操作中要求弹簧 秤、细绳、橡皮条都应与木板平行

6、，故B正确；C、用弹簧秤同时拉细绳时，拉力不能太太，也不能太小，不要求两弹簧秤示数之差应 尽可能大.故C错误；D、为了更加准确的记录力的方向，拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点 要远些，故D错误.故选：B故答案为：（1） D, （2） F；大小；方向；（3） B【点评】探究共点力合成的规律实验需要的实验器材我们可以根据这个实验的原理（画 出理论值和实际值进行比较）进行记忆，对于中学中的实验，学生尽量要到实验室进行 实际操作，只有这样才能体会具体操作细节的意义，解答实验问题时才能更加有把握.2. （2020.赣州市赣县第三中学高一月考）某同学利用如图所示的装置验证力的平行四 边形定则.

7、在竖直木板上贴有白纸，固定两个光滑的滑轮A和 将三根细线的一头打 一个结，结点。，另一头分别挂上不同数量的钩码，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细线的拉力分、B和下列钩码个数，能使实验完成的是.A.钩码的个数Ni=3, N?=4,B.钩码的个数=M=4C.钩码的个数N尸M=2, M=4D.钩码的个数N尸M=5在拆下钩码和细线前，需要做的步骤是.A.标记结点O的位置B.量出。4、OB、0c三段细线的长度C.记录04、OB、OC三根细线的方向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”）可能是正确的.【答案】BD AC 甲【详解】对。点受力分析

8、0B,。分别表示三个力的大小，因为三共点力处于平衡, 所以。等于0D因此三个力的大小构成一个三角形.A. 3、4、8不可以构成三角形，则结点不能处于平衡状态，故A错误.B. 4、4、4可以构成三角形，则结点能处于平衡.所以B正确.C. 2、2、4不可以构成三角形，则结点不能处于平衡状态.所以C错误.D. 3、3、5可以构成三角形，则结点能处于平衡.所以D正确.（2）为验证平行四边形定则，必须作受力图，所以先明确受力点即标记结点。的位置， 其次要作出力的方向并读出力的大小，最后作出力的图示，因此要做好记录是从力的三 要素角度出发，要标记结点。的位置和记录。4、OB、0C三段绳子的方向，钩码个数，

9、 故AC正确.（3）3以。点为研究对象，B的是实际作用效果在0C这条线上，因为误差的存在，Fi、 尸2的理论值要与实际值有一定偏差，故甲图符合实际，乙图不符合实际.3. （2019宁阳县第四中学高三月考）（1）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中， 测得纸带上计数点的情况如图所示，4、B、C,。、石为选好的计数点，在相邻的两个 计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm,实验中使用的电源频率为50Hz.由此可知：小车的加速度。=_m/s2；打点计时器打下C点时，小车的瞬时速度匕=m/s.（结果均保留两位有效数字）（2）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。的劲度

10、系数 为500N/m.如图甲所示，用弹簧。和弹簧秤。、做“探究求合力的方法”实验，在保 持弹簧伸长LOO cm不变的条件下：。、。间夹角为90。，弹簧秤。的读数是N（图乙中所示），则弹簧秤的读数可能为簧秤。、人间夹角大于90。，保持弹簧秤。与弹簧。C的夹角不变，减小弹簧秤人与弹 簧OC的夹角，则弹簧秤。的读数、弹簧秤h的读数（填“变大”“变小”或“不变）【答案】0.340.443.004.00 变大 变大【详解】（1） 1相邻计数点间的时间间隔了=01S,由逐差法XCE-XAC （27） 2,小车的加速10-2m/s2=0.34m/s210-2m/s2=0.34m/s2度所 (2x0.一X2打

11、点计时器打下。点时，小车的瞬时速度【蓍二端臂m/s=0.44m/s（2）3根据胡克定律可知弹簧的弹力尸= = 500x0.01N = 5N根据弹簧秤的读数方法可知，a的读数为3.00N.4两弹簧秤夹角为90。，则可知，。的读数为：/；=a/52 -32N = 4.00N.5 6若弹簧秤。、8间夹角大于90。，保持弹簧秤。与弹簧。的夹角不变，减 小弹簧秤与弹簧OC的夹角，在保持弹簧伸长LOO cm不变的条件下，如图所示，则 可知两弹簧秤的示数均变大.4. （2021 重庆市田家炳中学高三月考）“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲 所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，。为橡皮筋与细绳的结点，。3

12、和。为细绳，图 乙是白纸上根据实验结果画出的图。橡皮筋可以用细绳替代本实验中“等效代替”的含义是（）A.B.左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果C.右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果D.两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代(2)如果没有操作失误，图乙中的尸与尸两力中，方向一定沿A。方向的是 o如图所示，用。、b弹簧秤拉橡皮条使结点到。点，当保持弹簧秤。的示数不变，而 在角。逐渐减小到。的过程中，要使结点始终在。点，可以;A.增大匕的示数，减小/角度A.增大匕的示数，减小/角度B.减小b的示数，增大”角度C.减小b的示数，先增大夕

13、角度，后减小夕角度D.增大人的示数，先减小夕角度，后增大夕角度【答案】D F BC【详解】(1)1该实验采用了“等效法”，即用两个弹簧秤拉橡皮筋的效果和用一个弹簧秤拉橡皮 筋的效果是相同的，即要求橡皮筋的形变量相同，故D符合；(2)2/是通过作图的方法得到合力的理论值，在平行四边形的对角线上，而广是通过 一个弹簧称沿A0方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到。点，使得一个弹簧称的拉力与两个 弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力，因此其方向沿着A0方向；(3)3由题意可知：保持0点位置不动，即合力大小方向不变，弹簧测力计A的读数不 变，因此根据要求作出力的平行四边形定则，画出受力分析图如下： 第一种情况，原

14、来服万的值较小所以由图可知。角逐渐变小时，的示数减小,同时夕角减小;第二种情况，原来以值较大大;由图可以看出。角逐渐变小时，匕的示数减小，同时万角增或者由图可以看出。角逐渐变小时，人的示数减小,同时角先故BC符合，AD不符合。5. （2019乌鲁木齐市第二十中学高一期中）在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、 白纸、图钉、橡皮条、细绳套和弹簧测力计.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端拉到某一确 定的O点，以下操作正确的是（）A、同次实验过程中，。点位置允许变动B、实验中，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的刻度C、实验中，先将其中个弹簧测力

15、计沿某方向拉到最大量程，然后只需调节另个弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另端拉到。点D、实验中，把橡皮条的另端拉到0点时，两个弹簧测力计之间夹角必须取90。，以便 于算出合力的大小(2)某次实验中，弹簧测力计C的指针位置如图甲所示，其示数为 N(3)在另一次实验中，两弹簧测力计拉力的图示已作出(如图乙所示)，方格每边的长度表 示1.0NQ是橡皮条的一个端点.则合力F的大小为 N.(结果保留两位有效数字)【答案】(1) B (2) 2.10(3) 7.0【详解】(1)A、本实验研究合力与分力的关系,合力与分力是等效的，同一次实验过程中,0点位置 不能变动，以保证橡皮筋伸长的长度相同，效果相同

16、.故A错误.B、本实验是通过在白纸上 作力的图示来验证平行四边定则，为了减小实验误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板 平行，否则，作出的是拉力在纸面上的分力，误差较大.读数时视线要正对弹簧测力计的刻 度,防止视觉误差.所以B选项是正确的C、本实验只要达到效果相同，对弹簧称拉力的大 小没有要求,不需要将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程.故C错误.D、本实验只要使两次效果相同就行，两个弹簧称拉力的方向没有限制.故D错误；(2)根据弹簧秤的读数原则，弹簧秤上的示数为210作力的平行四边形从图中知合力大小为:/= 7.0N6. (2021 .林芝市第二高级中学高三月考)如图甲所示为“验证力的平

17、行四边形定则”的 实验装置图，其中A为固定橡皮筋的图钉，。为橡皮筋与细绳的结点，。8和OC为细 绳.(1)关于此实验，下列说法中正确的是.A.同一次实验中，。点位置不允许变动B.实验中，只需记录弹簧测力计的读数和。点的位置C.拉橡皮筋的细绳适当长些D.橡皮筋弹性要好，拉结点到达某一位置。时 拉力要适当大些某同学已画出某次实验中两弹簧测力计拉力的示意图及两个拉力的合力F,如图乙所 示，这个合力厂是力月和B合力的（填“理论直或“实际值）如果用“一作 为标度，则该同学量出的F的值为（结果保留3位有效数字）.【答案】ACD理论值2M5.0【分析】根据题图可知，考查了验证力的平行四边形定则.根据实验验证

18、力的平行四边形定则的 实验原理，实验步骤，数据处理以及误差分析进行分析即可.根据实验的原来以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤.（2）耳和尸2合力的理论值是通过平行四边形定得出的，实际值是用一根弹簧秤实验得出 的.【详解】A、实验中两根弹簧秤拉力的共同效果与一根弹簧秤的效果相同，则同一次实验，O 点的位置不允许变动，故A正确.B,实验中需要记录弹簧测力计的读数，拉力的方向和。点的位置，故B错误.C、为了减小实验的误差，拉橡皮筋的细绳应长一些，故C正确.。、橡皮筋弹性要好，拉结点到达某一位置。时，拉力要适当大些，故。正确.（2）某同学已画出某次实验中两弹簧测力计拉力的示意图及两个拉力的合力F,

19、这个合力/是力耳和尸2合力的理论值，如果用2N作为标度，则该同学量出的尸的值为156N.【点睛】在解决设计性实验时，一定先要通过分析题意找出实验的原理，通过原理即可分析实验 中的方法及误差分析.7. （2016江西南昌高一月考）“验证力的平行四边形定则”实验如图甲所示，其中A为 固定橡皮筋的图钉，。为橡皮筋与细绳的结点，OB与OC为细绳.图乙显示的是在白 纸上根据实验结果画出的图.(1)图乙中的 是力Fi和F2的合力的理论数值；是力Fi和F2的合力的实际测量值.(2)在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果理论值是否会发生变化？答 (选填“变大”、“不变”、“变小”)(3)本实验采用的科

20、学方法是()(单项选择)A.理想实验法 B.等效替代法C.控制变量法D.物理模型法(4)下列说法中正确的是()(不定项选择，可能有一个也可能有多个选项)A.两个分力的值稍大一些较好，便于减小作图误差B.两个分力的夹角越大越好，同时在实验中应注意弹簧测力计与细线应始终平行纸板 但不与纸面接触C.两分力的夹角应取90。较好，便于之后运算中采用勾股定理以验证平行四边形定则D.在同一实验中，两次实验操作。点的位置不能变动【答案】F Fz 不变 B AD【详解】试题分析：(1)F是通过平行四边形定则得出的值，为理论值，而F是通过实验方法得 出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，是力B和F2的合力的实际测量值.(2)如果将细绳也换成橡皮筋，橡皮筋拉力的大小和方向都不发生变化，实验结果理 论值不发生变化.(3)该实验中两次要求橡皮筋弹性形变效果相同，故实验采用了等效替代的方法.(4)两个分力的值稍大一些较好，便于减小作图误差，A正确；两个分力的夹角应适 当，过大、过小都不利于实验操作，BC错误；为使合力与两个分力同时作用效果相同， 两次实验操作O点的位置不能变动，D正确；故选AD.8. (2018湖北长阳高一期末)某同学做“验证力的平行四边形定则“实验的情况下图甲