高中物理人教版必修一检测题第三章 实验：验证力的平行四边形定则 Word版含解析

1．在“验证力的平行四边形定则”实验中，合力与分力的作用效果相同，这里的作用效果是指(　　)
A．弹簧测力计的弹簧被拉长
B．固定橡皮条的图钉受拉力产生形变
C．细绳套受拉力产生形变
D．使橡皮条在某一方向上伸长到某一长度
解析：选D.合力与分力之间是等效替代关系，所以在实验中的作用效果相同，是指橡皮条的伸长量相同且伸长到同一位置．
2．(2019·四川达州模拟)小莉和她的同学综合图示的方法，利用简易实验器材，一把刻度尺，一质量为m＝300 g的重物，测量自己头发丝能承受的最大拉力，并与网上获取的正常数据进行对比(头发能承受的拉力随年龄而变化：20岁组，头发能承受的拉力最大，平均约1.72 N；30岁组，平均约1.50 N…)实验步骤如下：
①水平固定刻度尺；
②用手指尖紧握头发丝两端，用直尺测量出两手指尖之间的头发丝长度L＝50.00 cm；
③重物挂在头发丝上，两手缓慢沿刻度尺水平移动，直至头发丝恰好被拉断；从刻度尺上读出两手指尖之间的距离d＝30.00 cm(取重力加速度g＝10 m/s2，挂钩光滑且质量不计)
由以上数据可知所用刻度尺最小刻度为________；头发丝的最大拉力表达式T＝________(用以上物理量符号表示)；利用所测数据可得最大拉力为________ N(保留三位有效数字)，在正常范围．
解析：根据读数可知L＝50.00 cm，则说明最小分度应为0.1 cm；
设头发与刻度尺之间的夹角为θ，由图中的几何关系可知，cos θ＝＝
头发与绳子的结点处受力平衡，设头发的拉力为F，得：2Fsin θ＝mg
联立得：F＝＝
代入数据得：F≈1.88 N.
答案：0.1 cm　　1.88
3．(2019·邢台高一检测)做“验证力的平行四边形定则”实验时，步骤如下，请将以下的实验步骤补充完整：
(1)在水平放置的木板上固定一张白纸．
(2)把橡皮条的一端固定在木板的A点，另一端连接两根绳套．
(3)通过绳套用两个互成角度的弹簧测力计来拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一点O，并记录O点的位置．
(4)此时需记录下____________、____________和两个弹簧测力计的读数F1、F2.
(5)改用一个弹簧测力计把橡皮条拉长到________后，再记录下________和弹簧测力计的读数F′.
(6)用铅笔和刻度尺从力的作用点O沿两绳套的方向画直线．选好标度，按F1、F2的大小作两个力的图示．用三角板作平行四边形，求得合力F.
(7)比较一下，力F′与用平行四边形定则求得的合力F的大小和方向是否相同．
解析：本实验要记录力的大小和方向，大小是通过弹簧测力计来读出，方向是通过绳套来确定；为保证分力的作用效果和合力的作用效果相同，本实验要求每次都把橡皮条拉到同一点O.
答案：(4)F1的方向　F2的方向
(5)O点的位置　F′的方向
4．做“验证力的平行四边形定则”的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示．
(1)图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是力________．
(2)本实验采用的主要科学方法是________．
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
(3)实验中可减小误差的措施是________．
A．两个分力F1、F2的大小要越大越好
B．两个分力F1、F2间的夹角应越大越好
C．拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行
D．A、O间距离要适当，将橡皮筋拉至结点O时，拉力要适当大些
解析：(1)用一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力的方向沿AO方向即F，而F′是F1、F2合力的理论值，与实际值间存在误差，所以不一定沿AO方向．
(2)本实验利用了一个力作用的效果与两个力共同作用的效果相同即等效替代的科学方法．
(3)在本实验中两个分力F1、F2的大小及两个分力F1、F2间夹角适当大些就好，不是越大越好，所以A、B错误；作图时，是在白纸中作图，作出的是水平力的图示，若拉力倾斜，则作出的图中的力的方向与实际力的方向有较大差别，故应使各力尽量与木板面平行，所以C正确；力大些，测量误差就小了，故D正确．
答案：(1)F　(2)B　(3)CD
5．(2019·杭州高一检测)将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5 N，最小刻度是0.1 N的弹簧测力计．沿着两个不同方向拉弹簧测力计，使橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳互相垂直，如图所示．
(1)由图可读出这两个互相垂直拉力的大小分别为________N和________N．(只需读到0.1 N)
(2)在方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力．
解析：(1)水平向右的拉力F1＝4.0 N，竖直向下的拉力F2＝2.5 N.
(2)选一个方格的边长代表0.5 N的力，分别作出两个力的图示，再根据力的平行四边形定则得出合力图示如图所示．
答案：(1)4.0　2.5或2.5　4.0
(2)见解析图
6．某同学用如图甲所示的装置“验证力的平行四边形定则”．用一木板竖直放在铁架台和轻弹簧所在平面后，其部分实验操作如下，请完成下列相关内容：
(1)如图甲，在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置O；
(2)卸下钩码然后将两细绳套系在弹簧下端，用两弹簧测力计将轻弹簧末端拉到同一位置O，记录细绳套AO、BO的________及两弹簧测力计相应的读数．图乙中B弹簧测力计的读数为________N；
(3)该同学在坐标纸上画出两弹簧拉力FA、FB的大小和方向如图丙所示，请在图丙中作出FA、FB的合力F′.
答案：(2)方向　11.40　(3)如图所示
7．小明通过实验探究合力的方法：
(1)实验所用的一只弹簧测力计如图甲所示，在用它测力前应对它进行的操作是________________________________________________________________________．
(2)在测出F1、F2和对应的合力F后，他在纸上画出了F1、F2的图示，如图乙所示．请你帮助他在图中画出合力F的图示．(测得F＝4.9 N，图中a、b为记录F方向的两点)
(3)小明用虚线把F的箭头末端分别与F1、F2的箭头末端连接起来；观察图形后，他觉得所画的图形很像平行四边形．至此，为正确得出求合力的一般方法，你认为小明接下来应该做些什么？(写出两点即可)
①________________________________________________________________________.
②________________________________________________________________________.
解析：(1)一只弹簧测力计开始时指针不在零位置，故在用它测力前应对它进行的操作是调零．
(2)根据力的三要素作出合力F的图示．
(3)根据所画的图形很像平行四边形这一事实，小明接下来应该做以下事情：①验证该图形基本就是平行四边形；②得出求合力的一般方法；③改变F1、F2的大小和方向，重复上述实验，验证猜想；④与同学交流，得出合理结论．
答案：(1)调零　(2)见解析图
(3)①验证该图形基本就是平行四边形；②得出求合力的一般方法；③改变F1、F2的大小和方向，重复上述实验，验证猜想；④与同学交流，得出合理结论(任选其二)
8.某同学利用如图所示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，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力FTOA、FTOB和FTOC，回答下列问题：
(1)改变钩码个数，能完成实验的是________．
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，最重要的一个步骤是________．　
A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度
C．用量角器量出三段绳子之间的夹角
D．用天平测出钩码的质量
(3)在作图时，你认为下图中正确的是________(选填“甲”或“乙”)．
解析：(1)OA、OB、OC分别表示三个力的大小，由于三共点力平衡，所以三个力的大小构成一个三角形.2、2、4不可以构成三角形，故A错误，B、C、D都正确．
(2)为验证平行四边形定则，必须作受力图，所以先明确受力点，即标记结点O的位置，其次要作出力的方向并读出力的大小，最后作出力的图示，因此要做好记录，从力的三要素角度出发，要记录钩码的个数和记录OA、OB、OC三段绳子的方向，故A正确，B、C、D错误．
(3)以O点为研究对象，F3为实际作用效果，在OC这条线上，由于误差的存在，F1、F2的理论值要与实际值有一定偏差，故甲图符合实际．
答案：(1)BCD　(2)A　(3)甲