实验针对训练(四) 实验：探究两个互成角度的力的合成规律
说明：本试卷总分32分
1．在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有：木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下列实验步骤：
(1)用图钉将白纸固定在水平木板上。
(2)将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力F1和F2的大小，并________(填正确答案标号)。
A．用刻度尺量出橡皮条的长度
B．用刻度尺量出两细线的长度
C．用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置
D．用铅笔在白纸上标记出两细线的方向
(3)撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到________________________，由测力计的示数得到拉力F的大小，沿细线标记此时F的方向。
(4)选择合适标度，由步骤(2)的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作F1和F2的合成图，得出合力F′的大小和方向；按同一标度在白纸上画出力F的图示。
(5)比较F′和F的________________________，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。
2．在“探究求合力的方法”实验中，某同学用两个弹簧测力计将橡皮筋的端点拉到点O，作出这两个拉力F1、F2的图示(图甲)，然后用一个弹簧测力计将橡皮筋的端点仍然拉到O，弹簧测力计示数F如图乙所示。
(1)弹簧测力计的示数F＝________N。
(2)请帮他在图甲中画出力F的图示(图中a为记录F方向时所记录的一点)。
3．将橡皮条的一端固定在A点，另一端系上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为0～5 N、分度值为0.1 N的弹簧测力计。沿着两个不同的方向拉弹簧测力计。当橡皮条的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图甲所示。这时弹簧测力计的读数可从图中读出。
(1)由图甲可读出两个相互垂直的拉力的大小分别为________N和________N(只需读到0.1 N)。
(2)在图乙的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。
4．在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，橡皮条的一端固定，先用一个弹簧测力计通过细线拉橡皮条的另一端，将橡皮条与细线的结点拉到O点，记下拉力F的大小和方向；再用两个弹簧测力计通过细线拉橡皮条，将结点同样拉到O点，记下拉力F1、F2的大小和方向。回答下列问题：
(1)先后两次将结点拉到同一点O，其目的是_______________________________
____________________________________________________________________。
(2)如图甲所示，用两个弹簧测力计拉橡皮条的实验中，下列说法正确的是________。
A．两根细线与橡皮条必须在同一平面内
B．弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下，且大小不能超过弹簧测力计的量程
C．橡皮条必须保持水平
D．为了便于计算，F1、F2方向间夹角必须为90°
(3)根据实验数据画出力的图示，并以F1、F2为邻边作平行四边形，其对角线为F′，根据图乙，你能得出的结论是________________________，其依据是________________________。
5．一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中验证力的平行四边形定则。
(1)如图甲，在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶________时电子秤的示数F。
(2)如图乙，将三根细线l1、l2、l3的一端打结，另一端分别系在电子秤的挂钩、墙钉A和水壶带上。水平拉开细线l1，在白纸上记下结点O的位置、________________和电子秤的示数F1。
(3)如图丙，将另一颗墙钉B钉在与O在同一水平线的适当位置，并将l1系在其上。手握电子秤沿着(2)中l2的方向拉开细线l2，使____________和三根细线的方向与(2)中重合，记录电子秤的示数F2。
(4)在白纸上按一定标度作出电子秤拉力F、F1、F2的图示，根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F′的图示，若____________________，则力的平行四边形定则得到验证。
3/3实验针对训练(四)
1．解析：(2)记录在两个力作用下橡皮条的形变量(即小圆环的位置)以及两个力的方向，C、D正确。
(3)换用一个力时，这个力产生的效果和两个力产生的效果必须一致，即两次小圆环停止时的位置相同。
(5)利用平行四边形定则求得两个力产生的效果与一个力产生的效果在误差允许的范围内相同时，即可验证平行四边形定则。
答案：(2)CD (3)步骤(2)中小圆环停止时的位置 (5)大小和方向是否在误差允许的范围内相同
2．解析：(1)弹簧测力计的最小刻度为0.2 N，可知弹簧测力计的示数F＝2.8 N。
(2)根据图示法作出F的图示，如图所示。
答案：(1) 2.8 (2) 见解析图
3．解析：从题图甲中可知，竖直方向的弹簧测力计的读数为 2.5 N， 水平方向的弹簧测力计的读数为4.0 N。因为读数2.5 N、4.0 N均是0.5 N的整数倍，因此，选方格纸中一个小方格的边长表示0.5 N的力，画出两个力，并应用平行四边形定则求它们的合力。
答案：(1)4.0(或2.5) 2.5(或4.0) (2)见解析图
4．解析：(1)先后两次将结点拉到同一点O，其目的是确保两次力的作用效果相同。
(2)两根细线与橡皮条必须在同一平面内，故A正确；用弹簧测力计拉细线时，拉力大小不能超过弹簧测力计的量程，方向不一定竖直向下，故B错误；橡皮条不一定水平，故C错误；实验探究的是普遍规律，不能为了便于计算而将F1、F2方向间夹角确定为90°，故D错误。
(3)根据实验数据画出力的图示，根据题图乙可看出，F与F'在实验误差允许的范围内相同，则得出的结论是力的合成遵循平行四边形定则。
答案：(1)确保两次力的作用效果相同 (2)A (3)力的合成遵循平行四边形定则 F与F'在实验误差允许的范围内相同
5．解析：(1)要测量装满水的水壶的重力，需记下水壶静止时电子秤的示数F。
(2)要画出平行四边形，则需要记录分力的大小和方向，所以在白纸上记下结点O的位置的同时，还要记录三根细线的方向以及电子秤的示数F1。
(3)已经记录了一个分力的大小，还要记录另一个分力的大小，则结点O的位置不能变化，力的方向也不能变化，所以应使结点O的位置和三根细线的方向与(2)中重合，记录电子秤的示数F2。
(4)根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F'的图示，若F和F'在误差允许的范围内相同，则力的平行四边形定则得到验证。
答案：(1)静止 (2)三根细线的方向 (3)结点O的位置 (4)F和F'在误差允许的范围内相同
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