2018版高中物理第五章力与平衡实验验证力的平行四边形定则试题鲁科版必修1

实验　验证力的平行四边形定则
1.(2017·黄山高一期末)(多选)在“互成角度的两个力的合成”实验中,用两个弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使它伸长到某一位置O点,为了确定两个分力的大小和方向,这一步操作中必须记录的是(　BD　)
A.橡皮条固定端的位置
B.描下O点位置和两条细绳套的方向
C.橡皮条伸长后的总长度
D.两个弹簧测力计的读数
解析:该实验的实验目的是验证力的平行四边形定则,要根据两个弹簧测力计拉橡皮条时两个拉力的大小和方向做出平行四边形求出其合力大小,然后与一个弹簧测力计拉橡皮条时的拉力大小进行比较,最后得出结论,故需要记录的是两拉力的大小和方向,选项A,C错误,B,D正确.
2. (2017·泰安模拟)在“验证力的平行四边形定则”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).实验中需用两只弹簧测力计分别钩住绳套,并互成角度地拉橡皮条.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.在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行
其中正确的是　　　 　.?
解析:该实验验证两个分力的效果等效于其合力的效果,不必要求两分力等大,与两绳长短无关,但需使两分力与合力在同一平面内,故选项C正确.
答案:C
3.在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧测力计.
(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:
弹力F(N)
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
伸长量x
(×10-2 m)
0.74
1.80
2.80
3.72
4.60
5.58
6.42
用作图法求得该弹簧的劲度系数k=　　 　　N/m;?
(2)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图所示,其读数为　　　　N;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N,请画出这两个共点力的合力F合;?
(3)由图得到F合=　　 　　N.?
解析:(1)描点作图.
图线的斜率为弹簧的劲度系数k= N/m≈55 N/m.
(2)刻度精确到0.1 N,读数时要估读到0.01 N,读为2.10 N.
(3)由平行四边形定则作平行四边形的对角线,两分力方向已知,已知一个力的大小,利用比例计算如图(0.5 cm代表1 N),F1=2.10 N,长1.05 cm,F2=2.5 N,长1.25 cm,F合长1.65 cm,则F合=3.3 N.
答案:(1)55　(2)2.10　图见解析
(3)3.3
4.在“探究力的平行四边形定则”实验时某兴趣小组用如图(甲)所示的两个力拉弹簧使之伸长至某个位置,并记录,再换一根细绳牵引弹簧,使弹簧伸长到同一位置.
(1)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
(2)某同学在坐标纸上画出了如图(乙)所示的两个已知力F1和F2,图中小正方形的边长表示2 N,则两力的合力F=　　 　　N,F1与F的夹角为θ=　　 　　.?
解析:(1)本实验采用的科学方法是等效替代法,故选B.
(2)F1和F2两个力的竖直分量相同,故竖直方向合力为零,水平方向,F1x=4 N,F2x=8 N,故合力为F=F1x+F2x=12 N,方向沿水平方向;F1与F的夹角为θ=45°.
答案:(1)B　(2)12　45°
5.甲、乙、丙三位同学做“互成角度的两个力的合成”实验,所用弹簧测力计的量程为0～5 N,他们都把橡皮条的一端固定在木板上的A点,橡皮条的另一端通过细绳连接弹簧测力计,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,如图所示,此时细绳都与平板平行,用F1和F2表示拉力的方向和大小.
甲同学:F1和F2的方向互相垂直,F1=3.0 N、F2=3.8 N;乙同学:F1和F2方向间的夹角约为30°,F1=F2=4.0 N;丙同学:F1和F2方向间的夹角约为120°,F1=F2=4.0 N.这三位同学中操作不正确的是哪一位?并说明原因.
解析:甲同学:F1和F2的方向互相垂直,其合力大小小于5 N,小于弹簧测力计的最大测量值;乙同学:F1和F2方向间的夹角约为30°,其合力大小大于5 N,超过了弹簧测力计的最大测量值;丙同学:F1和F2方向间的夹角约为120°,其合力大小小于5 N,小于弹簧测力计的最大测量值;这三位同学中操作不正确的是乙同学.
答案:操作不正确的是乙同学,因为他这两个力的合力超过了弹簧测力计刻度的最大值5 N,之后再用一个弹簧测力计拉橡皮条时拉不到 O点