高考物理一轮复习 专题09 验证力的平行四边形定则（练）（含解析）-人教版高三全册物理试题.doc

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1、专题09 验证力的平行四边形定则1在“探究力的平行四边形定则”的实验中，首先用两个弹簧秤分别钩住绳套，在保证弹簧秤与木板平行的条件下，互成角度地拉长橡皮条，使结点到达O点，用铅笔记下O点位置及两细绳的方向，如图中的OA、OB方向，读出两弹簧秤的示数FOA2.7 N、FOB3.3 N. （1）根据平行四边形定则，在图中利用图示法求FOA与FOB的合力，其大小F_.（2）为了完成本实验，还要进行的一项关键操作是_，在本操作中需要记录的是_和_【答案】（1）5.0N（2）只用一个弹簧秤将橡皮条的结点拉到同一位置O点，弹簧秤的示数，拉力的方向【解析】（2）为了完成本实验，还要进行的一项关键操作是只用一

2、个弹簧秤将橡皮条的结点拉到同一位置O点，在本操作中需要记录的是弹簧秤的示数和拉力的方向【名师点睛】本实验关键理解实验原理，根据实验原理分析实验步骤中有无遗漏或缺陷，因此掌握实验原理是解决实验问题的关键考查力的合成时平行四边形的画法，画出后求合力时按照选定的标度求解即可2“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，P为橡皮条与细绳的结点，用两个互成角度的弹簧秤把结点P拉到位置O.（1）从图甲可读得弹簧秤B的示数为_ N（结果保留2位有效数字）。（2）为了更准确得到合力与分力的关系，要采用作力的_（填“图示”或“示意图”）来表示分力与合力（3）该实验中与F1、F2效果相同

3、的力是_（填“F或“F”）（4）图乙中方向一定沿AO方向的力是_（填“F或“F”）【答案】（1）3.8 ；（2）图示； （3）F； （4）F【解析】【名师点睛】本题主要考查了验证力的平行四边形定则。本实验采用的是“等效替代”的方法，明确“理论值”和“实验值”的区别。弹簧测力计读数时，首先要明确其分度值，读数时视线与指针所在刻线相垂直，注意力的示意图与力的图示的区别。3在“验证力的平行四边形定则”实验中，情况如图甲所示，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，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。（1）图乙中的F与中，_填（“F”或“”）一定与AO共线。（2）为了便于操

4、作并能提高测量的精度，我们应注意的是A固定橡皮筋时，应用图钉尖把橡皮筋钉在木板上B用两个弹簧秤拉橡皮筋时，要尽量将两个弹簧秤拉伸到相同刻度C标记同一细绳方向时，要用笔顺着细绳仔细地画出直线D两次拉橡皮筋，要将橡皮筋和细绳的结点拉到相同位置【答案】（1）（2）D【名师点睛】本实验采用的是“等效替代”的方法，即一个合力与几个分力共同作用的效果相同，可以互相替代，明确“理论值”和“实验值”的区别4某同学用如图所示的实验装置来探究“力的合成方法”，弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴

5、于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向（1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为 N（2）下列不必要的实验要求是 （请填写选项前对应的字母）A应测量重物M所受的重力B弹簧测力计应在使用前校零C拉线方向应与木板平面平行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【答案】（1）3.60（3.6也给分）；（2）D【解析】（1）由图示可知，弹簧测力计分度值为0.2N，其示数为3.60N。（2）实验通过作出三个力的图示，来验证“力的平行四边形定则”，因此重物的重力必须要知道，A正确；弹簧测力计是测出力的大小，所以要准确必须在测之前校零，B正确；拉线方向必须与木板平面平行，这

6、样才确保力的大小准确性C正确；当结点O位置确定时，弹簧测力计A的示数也确定，由于重物的重力已确定，两力大小与方向均一定，因此弹簧测力计B的大小与方向也一定，所以不需要改变拉力多次实验故D错误；本题选不必要的，故选D。【名师点睛】本题考查的是力的合成法则，A、B两个弹簧秤的拉力的合力与重物的重力是平衡力，只要把A、B两个弹簧秤的拉力用平行四边形定则进行合成，其合力与物体的重力大小相等，方向相反即可得到力的计算遵从“力的平行四边形定则”的结论。5在“探究两个共点力的合成”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套（如图）。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，

7、并互成角度地拉橡皮条。(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项：A两根细绳必须等长B橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行D细绳要适当长些其中正确的是_。（填入相应的字母） (2) 实验情况如图甲所示，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，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。图乙中的F与F两力中，方向一定沿AO方向的是_。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【答案】（1）CD（2）F B【解析】【名师点睛】本实验采用的是“等效替代”的方法，即一个合力与几个分力共同作用

8、的效果相同，可以互相替代，明确“理论值”和“实验值”的区别1“验证力的平行四边形定则”实验中：（1）部分实验步骤如下，请完成有关内容： A将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端绑上两根细线； B在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录：结点O的位置、钩码个数及细线方向； C将步骤B中的钩码取下，分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码，用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度，如图乙表示，小心调整B、C的位置，使_，并记录钩码个数及细线方向；（2）如果“验证力的平行四边形定则”得到验证，那么图乙中_。【答案】.（1）橡皮筋下端伸长到O点 （2） 3

9、:4【名师点睛】明确该实验的实验原理，了解具体实验步骤以及具体的操作，尤其注意在记录力时不但要记录大小还要记录方向，该实验采用的是“等效替换”，两次拉橡皮筋要到同一位置。2小明在用最小刻度为1mm的刻度尺测一本书的长度时读数如下，哪一个读数是正确的（ ）A29.0cm B29.00cm C29.000cm D0.2900m(2) (3分)如图所示，在“共点力合成”实验中，橡皮条一端固定于P点，另一端连接两个弹簧秤，分别用F1与F2拉两个弹簧秤，将这端的结点拉至O点。现让F2大小不变，方向沿顺时针方向转动某一角度，要使这端的结点仍位于O点，则F1的大小及图中角相应作如下哪些变化才有可能 A.增大

10、F1的同时增大角B.增大F1而保持角不变 C.增大F1的同时减小角 D.减小F1的同时增大角【答案】（1）BD (2)ABC【解析】如图2所受示，可以增大的同时增大角，故A正确；如图3所受示，可以增大而保持角不变，故B正确；同时根据平行四边形定则可知，减小F1的同时增大角是不能组成平行四边形的，故D错误【名师点睛】在使用刻度尺读数时所读出数据的倒数第二位所在单位即为刻度尺的分度值，保持合力大小方向不变，F2大小不变，方向改变，看怎样改变F1仍能组成平行四边形即可3图甲为“探究求合力的方法”的实验装置 （1）下列说法中正确的是 A在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能

11、变化B弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下CF1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程D为减小测量误差，F1、F2方向间夹角必须为90（2）弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为_ _NO图甲图乙定滑轮单位 N定滑轮【答案】（1）A C（2）4.00 【解析】 4某同学做“验证力的平行四边形定则”实验中，主要步骤是：A在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上。B用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套。C用两个弹簧秤分别勾住绳套，互成角度的拉橡皮条，使橡皮条拉长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置

12、，读出两个弹簧秤的示数。D按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F。E只用一只弹簧秤，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示。F比较力F和F的大小和方向，看他们是否相同，得出结论。上述步骤中：有重要遗漏的步骤的序号是_和_遗漏的内容分别是：_和_【答案】（1）C，E； （2）记下弹簧秤拉力的方向和使橡皮条的结点拉到同一位置O点；【解析】 5（1）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，一次用两个弹簧秤分别拉着两根绳套把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点,另一次是用一个

13、弹簧秤通过细绳把橡皮条的另一端拉到O点,则下列说法中正确的是 _(填字母代号)A同一次实验中,O点位置不允许变动B实验中，橡皮条、细绳和弹簧秤应与木板保持平行C实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时,两个弹簧秤之间的夹角必须取90D拉橡皮条的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要稍远些(2)如图所示，是甲、乙两位同学在做本实验时得到的结果，其中F是用作图法得到的合力，F是通过实验验证测得的合力,则哪个实验结果是符合实验事实的是 (填“甲”或“乙”)。(3)实验中如果合力恰好竖直向下，大小为3N，作出此力的图示_。【答案】ABD；甲；（图略）【解析】（1）同一次实验中O点位置不允许变动，以保证等效

14、性，选项A正确；实验中，橡皮条、细绳和弹簧秤应与木板保持平行，以减小实验的误差，选项B正确；实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时,两个弹簧秤之间的夹角没必要取90，选项C正确；拉橡皮条的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要稍远些，可以减小实验的误差；选项D正确；故选ABD. （2）因为F是用作图法得到的合力，可以有误差，F是通过实验验证测得的合力，其方向一定与橡皮条共线，故实验结果是符合实验事实的是甲；（3）图略； 1【2017新课标卷】（6分）某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴（横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm）的纸贴在水平桌面上，如图（a）所示。将橡皮筋

15、的一端Q固定在y轴上的B点（位于图示部分之外），另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长。（1）用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图（b）所示，F的大小为_N。（2）撤去（1）中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点。此时观察到两个拉力分别沿图（a）中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N。（i）用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O为作用点，在图（a）中画出力F1、F2的图示，然后按平形四边形定则画出它们的合力F合；（ii）F合的大

16、小为_N，F合与拉力F的夹角的正切值为_。若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。【答案】（1）4.0 （2）（i）如图 （ii）4.0 0.05【解析】（1）由图可知，F的大小为4.0 N。（2）作力F1、F2的图示，作出合力F合，F合长为20 mm，所以F合大小为4.0 N，F合与拉力F的夹角的正切值为0.05。【名师点睛】验证力的平行四边形定则中的作图法要注意标明：力的标度、刻度、方向箭头、大小和物理量名称。2【2016浙江卷】（10分）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500 N/m。如图1

17、 所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下，（1）若弹簧秤a、b间夹角为90，弹簧秤a的读数是 N（图2中所示），则弹簧秤b的读数可能为 N。（2）若弹簧秤a、b间夹角大于90，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b 与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数 、弹簧秤b的读数 （填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】（1）3.003.02 3.094.1（有效数不作要求） （2）变大 变大【名师点睛】此题考查力的平行四边形法则问题。解题的关键是弄清实验的原理，熟练掌握力的平行四边形定则；第二问是力的动态分析，要会用“图解法”画图分

18、析解答试题。3【2015山东21】某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。实验步骤：将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向。如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置记为O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离（即橡皮筋的长度l）。每次将弹簧秤示数改变0.50N，测出所对应的l，部分数据如下表所示：F（N）00.501.001.052.002.50l （cm）l010.9712.0213.0013.9815.05找出中F=2.50N时橡皮筋两端的位置，重新记为、，橡皮筋的拉力

19、记为。在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示。用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为FOA，OB段的拉力记为FOB。完成下列作图和填空：（1）利用表中数据在给出的坐标纸上（见答题卡）画出Fl图线，根据图线求得l0=_cm。（2）测得OA=6.00cm，OB=7.60cm，则FOA的大小为_N。（3）根据给出的标度，在答题卡上作出FOA和FOB的合力的图示。（4）通过比较与_的大小和方向，即可得出实验结论。【答案】（1）10.00；（2）1.80；（3）如图；（4）FOO（3）如图；（4）通过比较F和FO

20、O的大小和方向，可得出实验结论. 【方法技巧】解答此题关键是知道等效法的实验原理，联系胡克定律进行解答.4【2015安徽21I】在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，将橡皮条的一端固定在木板上一点，两个细绳套系在橡皮条的另一端，用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度地施加拉力，使得橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，如图所示，请将以下的实验操作和处理补充完整：用铅笔描下结点位置，记为O；记录两个弹簧测力计的示数F1和F2，沿每条细绳的方向用铅笔分别描出几个点，用刻度尺把相应的点连成线；只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O，记录测力计的示数F3，_；按照力的图示要求，作出拉力F1、F2、F3；根据力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F；比较_的一致程度，若有较大差异，对其原因进行分析，并作出相应的改进后再进行试验。【答案】沿此时细绳的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把这些点连成直线 F和F3【规律总结】考查验证力的平行四边形定则，很简单，只要注意方向，就不容易出错。知道哪个是实际值，哪个是实验值就行了