人教版新教材必修一平行四边形定则实验练习(含答案)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(本大题共10小题,共60.0分)
在做“探究求合力的方法”的实验中,以下说法中正确的是( )
A. 用两只弹簧测力计拉橡皮条时,两细绳之间的夹角必须为,以便求出合力的大小
B. 用两只弹簧测力计拉橡皮条时,结点的位置必须与用一只弹簧测力计拉时结点的位置重合
C. 若用两只弹簧测力计拉时合力的图示与用一只弹簧测力计拉时拉力的图示不完全重合,说明力的合成的平行四边形定则不一定是普遍成立的
D. 同一实验过程中,结点的位置允许变动
在做“探究求合力的方法”实验时,实验桌上已有的器材如图所示,为完成该实验,还需要向老师领取的器材是( )
A. 一根橡皮筋 B. 两个钩码 C. 两把弹簧秤 D. 两根弹簧
在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,某同学通过正确操作并根据实验数据画出力的图示,其中不是由弹簧测力计直接测出的力是
A. B. C. D.
在“探究求合力的方法”的实验中,用一个弹簧测力计拉橡皮条与同时用两个弹簧测力计拉橡皮条作用效果相同,其中“作用效果相同”的含义是( )
A. 橡皮条被拉伸的方向相同
B. 橡皮条被拉伸的长度相同
C. 两次将结点拉至同一位置
D. 测力计和测力计的读数之和等于测力计的读数
某同学为了探究两个互成角度的力的合力随变化的关系,按如图甲所示的实验装置进行实验,把点与力的传感器相连接得到合力大小,如图乙所示为在计算机上显示的合力与变化的规律,则下列说法正确的是( )
A. 越大,合力越大 B. 合力一定大于任何一个分力
C. 这两个分力大小分别为和 D. 根据图乙无法求出两个分力的大小
某同学用如图所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”。将弹簧测力计挂于固定点,下端用细线挂一重物,弹簧测力计的挂钩处系一细线,把细线的另一端系在弹簧测力计下端细线上的点处,手持弹簧测力计水平向左拉,使点缓慢地向左移动,且总保持弹簧测力计的拉力方向不变,不计弹簧测力计所受的重力,两弹簧测力计的拉力均不超出它们的量程,则弹簧测力计、的示数、的变化情况是( )
A. 一直减小,一直增大 B. 一直增大,一直增大
C. 一直增大,先增大后减小 D. 先减小后增大,一直增大
在做“探究共点力的合成”实验时,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的点,则下列说法中正确的是( )
A. 同一次实验中,点位置允许变动
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点时,两个弹簧秤之间的夹角必须取
D. 实验中,要始终将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后调节另一弹簧秤拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到点
如图所示是“验证力的平行四边形定则”实验示意图.图甲表示在两个拉力、的共同作用下,将橡皮条的结点拉长到点;图乙表示准备用一个拉力拉橡皮条.下列说法中正确的是( )
A. 图甲实验时,两个拉力的大小应相等
B. 图甲实验时,两个拉力的方向应互相垂直
C. 图乙实验时,只需要使橡皮条的伸长量与甲实验相等即可
D. 图乙实验时,需要将橡皮条的结点拉到点
某同学用两个弹簧测力计、一根橡皮条细绳套、三角板及贴有白纸的方木板等器材,探究两个互成角度的力的合成规律。如图是该同学依据实验记录作的示意图。其中点是橡皮条在白纸上的固定点,点是此次实验中用弹簧测力计将橡皮条的活动端拉伸到的位置。关于此实验,下列说法中不正确的是( )
A. 用弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条的时候,弹簧测力计应与木板平面平行
B. 如图所示,某同学完成该实验后得到图中的“”和“”两个力中,由一个弹簧测力计拉橡皮条得到的力是
C. 用两个弹簧测力计拉橡皮条时,两个弹簧测力计的示数没有必要必须相同
D. 在同一次实验中,用两个弹簧测力计拉橡皮条和用一个弹簧测力计拉橡皮条,橡皮条的活动端可以拉到不同位置
图甲为“验证力的平行四边形定则”的实验装置示意图,橡皮条的一端固定在木板上位置,另一端系有轻质小圆环;轻质细绳和端系在小圆环上,另一端分别系在弹簧测力计的挂钩上。现用弹簧测力计通过细绳拉动小圆环,使橡皮条沿平行木板平面伸长至位置。图乙为该实验所做的力的图示,其中、分别是图甲中弹簧测力计拉、绳的拉力的图示。对于上述验证力的平行四边形定则的实验过程,下列说法中正确的是( )
A. 只需记录弹簧测力计的示数
B. 和绳的长度越短测量的误差越小
C. 只需记录和绳的长度和弹簧测力计拉力方向
D. 图乙中表示理论推导出的合力,表示实验测量出的合力
二、实验题(本大题共3小题,共40.0分)
在探究求合力的方法时,先将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时,需要两次拉伸橡皮条,一次是通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条,另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条。
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.两根细绳必须等长
B.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行
C.用两个弹簧测力计同时拉细绳时,两弹簧测力计示数适当大一些
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
当橡皮条的活动端拉到点时,两根细绳相互垂直,如图所示。这时弹簧测力计、的读数分别为 和 。
在给出的方格纸上按作图法的要求,选合适的标度画出这两个力及它们的合力,并利用作图法求出合力大小为 。
如图所示,将橡皮筋的一端固定在点,另一端拴两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为、最小刻度是的弹簧测力计。在弹性限度内保持橡皮筋伸长不变的条件下,沿着两个不同方向拉弹簧测力计,将橡皮筋的活动端拉到点,两根细绳互相垂直,如图所示。
由图可读出弹簧测力计乙的拉力大小应该为________。只需读到
则本题中甲、乙两弹簧秤拉力的合力为________。
“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲,其中为固定橡皮条的图钉,为橡皮条与细绳的结点,和为细绳,图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的示意图。
如果没有操作失误,图乙中的与两力中,方向一定沿方向的是_______。
本实验采用的科学方法是________。
A.理想实验法 等效替代法
C.控制变量法 建立物理模型法
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查对力的平行四边形法则的探究,要掌握实验中的注意事项,属于基础题。
【解答】
A.理论上,细绳之间的夹角是任意的,不需要计算,可以用弹簧测力计和量角器测量力的大小和方向,A错误;
前后两次结点的位置相同,力的作用效果才相同,B正确,D错误;
C.由于测量和作图存在误差,和的方向不一定重合,实验可以证明,在误差允许的范围内,平行四边形定则总是成立的,C错误。
故选B。
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查验证力的平行四边形定则实验,难度一般。实验中用弹簧秤测量橡皮筋上的拉力。
【解答】
解:在实验的过程中需要用到两个弹簧秤拉橡皮筋上的拉力,且保持与纸面平行。
故选C。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本实验采用“等效法”,即要求两次拉橡皮筋的效果相同,因此在实验中尽量减小力的测量及作图中出现的误差,与合成的理论值是由平行四边形定则作图得到的,在平行四边形的对角线上,而用一个弹簧直接测量时,方向一定在橡皮筋上,由此可正确解答。
【解答】
与是通过弹簧测出的,在与组成的平行四边形的对角线上,为实验的理论值,用一个弹簧秤橡皮筋时,其弹力一定与橡皮筋共线,因此用弹簧秤直接测量值为,故B正确,故ACD错误。
4.【答案】
【解析】
【分析】
为了使两根弹簧秤拉力的作用效果与一根弹簧秤拉力的作用效果相同,两次橡皮条伸长的长度相同,且拉到同一个结点,两个分力的大小不需要相同。
本题考查“探究求合力的方法”的实验,要注意明确力的合成依据是效果相同,所以必须保证两次实验中橡皮条拉到同一个结点。
【解答】
在“探究求合力的方法”的实验中,当橡皮条拉到同一个结点,即在同一方向上伸长到同一长度,合力与分力的作用效果相同,故C正确,AB错误;
两分力大小的和不一定等于合力的大小,故D错误。
故选C。
5.【答案】
【解析】解:根据乙图可知,随着两力角度的变化其合力先减小后增大,合力可以大于分力,也可以小于每个分力的大小,故AB错误;
设两个分力分别为,,则有,当时,,当时,。
联立解得,,故C正确,D错误。
故选:。
正确解答本题的关键是:根据甲图可结合平行四边形的知识可以求出合力分力之间的关系,根据乙图可以求出两个分力的大小。
只有通过具体实践,才能真正的理解具体实验操作细节的意义,因此平时同学们应该加强实验实践,而不是空洞的记忆实验。
6.【答案】
【解析】解:以点为研究对象,其受力变化如同所示:
由图可知,开始时弹簧处于竖直状态,其拉力大小等于,弹簧拉力为零,当点左移时,弹簧与竖直方向的夹角在增大,由受力图可知变大,变大,故ACD错误,B正确。
故选:。
由题意可知点处于平衡状态,所受力一个大小方向不变,一个方向不变,另一个大小方向变化,因此可以“图解法”来讨论和的变化情况.
本题实质上考查了物体的动态平衡,要掌握“图解法”的应用条件,并应用“图解法”熟练解决动态平衡问题.
7.【答案】
【解析】解:、为了使两次拉橡皮筋效果相同,要求两次要将点拉到同一位置,故A错误;
B、在拉弹簧秤时必须要求弹簧秤与木板平面平行,否则会影响力的大小,故B正确;
C、实验过程中两弹簧的夹角要适当,并非要求达到,非特殊角度也可,故C错误;
D、实验中,弹簧的读数大小适当,便于做平行四边形即可,并非要求一定达到最大量程,故D错误.
故选:.
正确解答本题需要掌握:理解“等效法”的具体应用;进行该实验的具体操作和注意事项;弹簧的示数以及夹角要大小适中,便于记录和作图即可;细线的长度没有限制,可以稍微长一些,弹簧秤的示数也没有要求,但拉弹簧秤时必须保证与木板平面平行.
实验中的具体步骤要本着简单易行,便于操作,有利于减小误差进行,所有操作步骤的设计都是以实验原理和实验目的为中心展开.
8.【答案】
【解析】
【分析】
在实验过程中,需要根据力的大小和方向做平行四边形,由此可知需要记录力的大小和方向,同时该实验采用了“等效替代”方法,要求两次拉橡皮筋时橡皮筋的伸长量大小和方向相同。
要解答本题应熟练掌握实验的目的及原理,尤其是理解“等效”含义,“等效”指橡皮筋的形变量和方向均相同。
【解答】
A.图甲实验时,两个拉力的大小适当,将橡皮筋拉倒点,并非要求它们的大小一定相等,故A错误;
B.实验时两个分力的夹角大小适当即可,并非要求一定垂直,故B错误;
C.图乙实验时,要求橡皮条的伸长量和形变方向与甲实验相等,即将橡皮筋拉到同一点,故C错误;
D.为了保证两次拉橡皮筋效果相同,图实验时,仍须将橡皮条的结点拉到点,故D正确。
故选D。
9.【答案】
【解析】解:、为了减小误差,实验中,细线方向必须与木板平面平行,这样才能确保力的准确性,故A正确;
B、是用平行四边形定则作图得到的合力,为理论值,而是用一个弹簧测力计沿方向拉橡皮条,读出弹簧测力计的示数,是实际值,故B正确;
C、实验中是用平行四边形做出两个力的合力的理论值,不需要两个弹簧测力计示数相同,故C正确;
D、验证平行四边形定则时,平行四边形作出的合力与实验测出的合力等效,需要保证同一次实验中点位置不变,故D错误。
本题选择不正确选项,
故选:。
本实验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实际值进行比较。
本题考查了力学中的基础实验,平时注意进行实际实验操作,只有通过具体实践,才能真正的理解具体实验操作细节的意义,因此平时同学们应该加强实验实践,而不是空洞的记忆实验。
10.【答案】
【解析】解:、实验中需记录弹簧测力计拉力的大小和方向还有结点的位置,故AC错误;
B、拉橡皮条的细绳要适当长一些,以方便画出力的方向,减小实验误差,故B错误;
D、图乙中是由两分力利用平行四边形定则得出的合力,故是由理论推导出的合力;是由实验测量出的的合力,故D正确。
故选:。
我们需要画出力的大小和方向,所以力要尽量大些可减小测量误差对实验的影响,拉橡皮筋时要拉的尽量长一点,了解误差产生的原因即可正确解答。
本实验考查验证平行四边形定则的实验,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。
11.【答案】;;;。
【解析】解:、两根细绳应适当长些,但不必等长,故A错误
B、为使弹簧测力计示数等于弹簧测力计对橡皮条的拉力,弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行,故B正确;
C、为减小实验误差,用两个弹簧测力计同时拉细绳时,两弹簧测力计示数适当大一些,故C正确;
D、为准确记录拉力的方向,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正确。
故选:。
由图示弹簧测力计可知,其分度值为,弹簧测力计的读数为,弹簧测力计的读数为。
以方格纸一个格的边长表示的力,作出两拉力的图示如图所示,以表示两力的线段为邻边作平行四边形,平行四边形的对角线表示两力的合力,如图所示:
,
根据一格表示,可求得合力。
为减小实验误差,两细绳应适当长些,两弹簧测力计的拉力应适当大些,根据实验注意事项分析答题。
根据图示弹簧测力计确定其分度值,然后根据指针位置读出其示数。
选择合适的标度,作出两拉力的图示,然后应用平行四边形定则作出两拉力的合力,然后求出合力的大小。
本题考查了探究求合力的方法实验,考查了实验注意事项与实验数据处理;要掌握常用器材的使用方法与读数方法;对弹簧测力计读数时,要先确定其分度值,然后根据指针位置读数,读数时视线要与刻度线垂直。
12.【答案】;.
【解析】
【分析】
本题考查弹簧秤的读数及力的合成,读数时要注意精度及题目的要求,注意掌握利用三角形定则求合力。
先得出弹簧秤的最小分度,再由指针的位置读出拉力的示数;
两力互相垂直,利用勾股定理求合力。
【解答】
由图可知,弹簧秤的最小分度为,则弹簧测力计乙拉力大小为:;
由图可知,弹簧测力计甲的拉力、,、相互垂直,因此有:
。
故答案为;。
13.【答案】;
【解析】
【分析】
明确实验原理,了解实验误差的存在,知道该实验中“理论值”和“实验值”的区别。
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。
【解答】
是通过作图的方法得到合力的理论值,而 是通过一个弹簧秤沿方向拉橡皮条,使橡皮条伸长到点,使得一个弹簧秤的拉力与两个弹簧秤的拉力效果相同得出的合力。故方向一定沿方向的是 ,由于误差的存在 和 方向并不重合;
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,故ACD错误,B正确。
故选B。
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