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2013届高考物理一轮复习第二章 相互作用 实验三 验证力的平行四边形定则 高考押题

时间:2013-05-07


1.在做“互成角度的两个力的合成”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,以下操作中错 误的是 ( ) A.同一实验过程中,O 点位置允许变动
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B.实验中,弹簧测力计必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计刻度 线 C.实验中,先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到

最大量程,然后只需调 节另一弹簧测力计拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到 O 点 D. 实验中, 把橡皮条另一端拉到 O 点时, 两弹簧测力计之间的夹角应取 90° , 以便于算出合力大小 解析:从橡皮条固定点到 O 点的连线,是合力的作用线方向,如果 O 点变动, 那么合力的大小、方向都要变化,就不能验证力的平行四边形定则,故 A 选项错; C 选项中,因一个弹簧测力计已拉到最大量程,再通 过另一个弹簧测力计拉橡皮 条到 O 点时,每一个弹簧测力计都可能超过最大量程, 造成损坏,或读数不准, 故 C 选项错;互成角度的两个力的合成,是利用平行四边形定则进行 合成,两个 分力成任意角度都适用,不必成 90° 角,故 D 选项错. 答案:A CD 2.在“探究求合力的方法”的实验中,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 (如图所示).实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套,并互成 角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置 O. (1)某同学在做该实验时认为: A.拉橡皮条的绳细一些且长一些,实验效果较好 B.拉橡皮条时,弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行 C.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 D.拉力 F1 和 F2 的夹角越大越好 其中正确的是________(填入相应的字母). (2)若两个弹簧测力计的读数均为 4 N,且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直, 则________(选填“能”或“不能”)用一个量程为 5 N 的弹簧测力计测量出它们的合

力,理由是________________. 解析:(1)拉力 F1 和 F2 的夹角越大,而合力越小,作图时相对误差太 大,正 确的选项为 A、B、C. (2)若两个弹簧测力计的读数均为 4 N,且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直, 则其合力为 4 2 N>5 N,故不能用一个量程为 5 N 的弹簧测力计测量出它们的合 力. 答案:(1)ABC (2)不能 量程太小

3.某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”.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, 并在贴于竖直木板的白纸上记录 O 点的位置和拉线的方向.
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(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
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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 (3)某次实验中,该同学发现弹簧测力计 A 的指针稍稍超出量程,请您提出两 个解决办法. 解析:(1)由题图知,弹簧测力计 A 的分度值为 0.2 N,读数 为 3.6 N. (2)验证力的平行四边形定则, 只要记好合力与两分力的大小 与方向,与结点位置无关,D 错;M 的重力即合力,A 对;测量 前弹簧测力计调零才能测量准确, 对; B 拉线与木板平行才能保证力在木板平面内, C 对.

(3)对 O 点受力分析如图所示,可见若减小 FOA 可调节 FOB 的大小或方向,调 节 OB 方向或减小物重 G 等. 答案: (1)3.6 (2)D (3)①减小弹簧测力计 B 的拉力; ②减小重物 M 的质量(或

将 A 更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计 B 拉力的方向等). 4.有同学利用如图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,根据钩码个数读出三根绳子的拉力 TOA、TOB 和 TOC,回答下 列问题:

(1)改变钩码个数,实验能完成的是( A.钩码的个数 N1=N2=2,N3=4 B.钩码的个数 N1=N3=3,N2=4 C.钩 码的个数 N1=N2=N3=4 D.钩码的个数 N1=3,N2=4,N3=5

)

(2)在拆下钩码和绳子前,应该做好三个方面的记录: ①______________________________________________. ②________________ _______________________________. ③_______________________________________________. 解析: (1)本实验验证力的平行四边形定则时, 两分力 F1 和 F2 不能在同一条直 线上进行,所以 A 错误,B、C、D 正确. (2)要标记结点 O 的位置,同时记录 OA、OB、OC 三段绳子的方向和三段绳 子所挂钩码的个数. 答案:(1)BCD (2)①标记结点 O 的位置 ②记录 OA、OB、OC 绳的方向

③三段绳上所挂钩码的个数 5. 某同学在家中尝试验证平行四边形定则, 他找到三 条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度 尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子,设计了如下实验: 如图所示, 将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子 A、B 上,另一端与第三条橡皮筋连接,结点为 O,将第 三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物. (1)为完成实验,下述操作中必需的是________. A.测量细绳的长度 B.测量橡皮筋的原长
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C.测量悬挂重物后橡皮筋的长度 D.记录悬挂重物后结点 O 的位置 (2) 钉子位置固定,欲利用现有器材,改变条件再次验证,可采用的方法是 ____________.
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解析:(1)必需测量橡皮筋的原长和悬挂重物后橡皮筋的长度,这样才能确定 橡皮筋的伸长量,确定各力的大小,还需记录悬挂重物后结点 O 的位置,同时记 下三条橡皮筋所在的方向,以便确定各拉力的方向,根据平行四边形定则作出合 力的图示.因此,必需的操作是 B、C、D. (2)改变条件再次验证可采用更换不同的小重物的方法. 答案:(1)B、C、D (2)更换不同的小重物

6.某同学在做“互成角度的两个力的合成”实验时,利用坐 标 纸记下了橡 皮筋的结点位置 O 点以及两只弹簧测力计拉力 的大小,如图所示 . (1)试在图中作出无实验误差情况下 F1 和 F2 的合力图示, 并用 F 表示此力. (2)有关此实验,下列叙述正确的是( )

A.两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大 B.橡皮筋的拉力是合力,而弹簧测力计的拉力是分力 C.两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置 O,这样做的目的是保证 两次弹簧测力计拉力的效果相同

D.若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变,只 需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可 (3)如图所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果,其中一个实验比 较符合实验事实的是________.(力 F′是用一只弹簧测力计拉时的图示)

(4)在以上实验结果比较符合实验事实的一位同学中, 造成误差的主要原因是: (至少写出两种情况)___________________________________________ ____. 解析:(1)用平行四边形定则作图,即以 F1、F2 为两 邻边作平行四 边形,对角 线 OF 就表示合力 F.

(标上箭头表明方向) (2)两分力可以同时大于合力,故 A 正确;结点受三个力作用处于平衡状态,

线 和 F2 线不严格平行. 答案:(1)如图所示

(2)A、C

(3)甲

(4)见解析


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