3.4 力的合成与分解
【类型一】合力与分力
1.两个共点力的大小分别为F1=15 N,F2=8 N,它们的合力大小不可能等于( )
A.9 N B.25 N C.8 N D.21 N
2.两个共点力的大小均为8 N,如果要使这两个力的合力大小也是8 N,则这两个共点力间的夹角应为( )
A.30° B.60° C.90° D.120°
3.有三个力大小分别为3 N、7 N、9 N,则它们的合力的最大值和最小值分别为 ( )
A.19 N、1 N B.9 N、2 N C.19 N、0 D.13 N、0
4.关于两个大小不变的力F1、F2及它们的合力F,下列说法中正确的是( )
A.合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果相同
B.两力F1、F2一定是同一个物体受到的力
C.两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力
D.F一定不随F1、F2的变化而变化
5.大小不变的F1、F2两个共点力的合力为F,则有( )
A.合力F一定大于任一个分力
B.合力F的大小既可能等于F1,也可能等于F2
C.合力有可能小于任一个分力
D.在0°至180°的范围内,合力F的大小随F1、F2间夹角的增大而减小
6.两个共点力的合力为F,如果它们之间的夹角θ固定不变,使其中一个力增大,则( )
A.合力F一定增大
B.合力F的大小可能不变
C.合力F可能增大,也可能减小
D.当0°<θ<90°时,合力F可能减小
【类型二】力的合成
1.如图所示,物体在水平方向受F1、F2两个力的作用,F1方向向右,F2方向向左,大小分别为F1=8 N和F2=2 N.则物体所受合力的大小和方向为( )
A.6 N,方向水平向左
B.10 N,方向水平向左
C.6 N,方向水平向右
D.10 N,方向水平向右
2.射箭时,若刚释放的瞬间弓弦的拉力为100 N,对箭产生的作用力为120 N,其弓弦的拉力如图乙中F1和F2所示,对箭产生的作用力如图乙中F所示.弓弦的夹角应为(cos 53°=0.6)( )
图甲 图乙
A.53° B.127° C.143° D.106°
3.某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用,若这三个共点力大小和方向分别如图甲、乙、丙、丁所示(坐标纸中每格边长表示1 N大小的力),则关于该物体受到合力的说法正确的是( )
A.甲图中物体所受的合外力大小等于4 N
B.乙图中物体所受的合外力大小等于4 N
C.丙图中物体所受的合外力大小等于6 N
D.丁图中物体所受的合外力大小等于6 N
4.如图,有五个力作用于同一点O,表示这五个力的有向线段恰分别构成一个正六边形的两条邻边和三条对角线.已知F2=10N,则这五个力的合力大小为( )
A.20N B.30N C.40N D.60N
5..有两个大小不变的共点力F1和F2,它们合力的大小F合随两力夹角的变化情况如图所示,则两力的大小分别为多少?
6.若一个物体受多个力的作用,如图所示,六个共面共点力,大小分别为1 N、2 N、3 N、4 N 5 N、6 N,相互之间的夹角均为60°,求它们合力的大小和方向.
【类型三】力的分解
1.在已知的一个力的分解中,下列情况具有唯一解的是 ( )
A.已知两个分力的方向,并且不在一条直线上
B.已知一个分力的大小和方向
C.已知一个分力的大小和另一个分力的方向
D.已知两分力的大小
2.将F沿水平和竖直方向分解,则其竖直方向的分力为( )
A.Fsin?θ B.Fcos?θ C. D.
3.如图所示,光滑斜面上物体重力mg分解为F1、F2两个力,下列说法正确的是( )
A.物体受到重力mg、FN、F1、F2四个力的作用
B.物体只受到重力mg和斜面的支持力FN的作用
C.F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力,F2是物体对斜面的压力
D.力FN、F1、F2三力的作用效果与力mg、FN两个力的作用效果相同
4.如图所示,小球被轻绳系住,静止在光滑斜面上.若按力的实际作用效果来分解小球受到的重力G,则G的两个分力的方向分别是图中的
A.1和2 B.1和3 C.2和3 D.1和4
5.如图所示,光滑斜面的倾角为θ,有两个相同的小球,小球所受重力均为G,分别用光滑挡板A、B挡住,挡板A沿竖直方向,挡板B垂直于斜面,则球1对挡板的压力F1=________,对斜面压力F2=________;球2对挡板压力F3=______,对斜面压力F4=________.
6.如图所示,一位重600 N的演员悬挂在绳上.若AO绳与水平方向的夹角为37°,BO绳水平,则AO、BO两绳受到的拉力各为多大?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
【类型四】探究力的合成
1.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).实验中需用两个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
D.用两个弹簧测力计拉绳套时,两测力计示数要保持相同
E.用两个弹簧测力计拉绳套时,两测力计拉力方向要互成90°角,便于求两个力的合力.
其中正确的是________(填字母).
2.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,用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定O点。下列说法正确的是
A.同一次实验过程中,O点位置允许变动
B.实验中,弹簧必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度
C.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点,两弹簧秤之间夹角应取900,以方便计算合力
D.实验中两绳套应该长一些,以便方便确定弹簧秤拉力的方向,但它们的长度必须相同
E.实验时,两弹簧秤拉力的方向间夹角应尽量大些,记录拉力方向时铅笔应尽量细些,以便记录拉力方向,减少作图带来的相对误差
3.“验证力的平形四边形定则”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)实验中能减小误差的措施是( )
A.两个分力F1、F2的大小要尽量大些
B.两个分力F1、F2间的夹角要尽量大些
C.拉橡皮筋时,弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行
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
4.在“验证力的平行四边形定则”的实验中,用两个弹簧秤拉橡皮条时情景如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点位置,OB和OC为细绳。图乙是根据记录的数据在白纸上按同一标度做出的图形,其中F是平行四边形的对角线,是用一个弹簧秤拉橡皮条时拉力的图示。
(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.物理模型法
(2)图乙中的F与两力中,方向一定沿AO方向的是 。
5.在“验证力的平行四边形定则”实验中如图所示,某同学进行实验的主要步骤是:将橡皮筋的一端固定在A点如下图,另一端(活动端)拴上两根绳套,每根绳套分别连着一个弹簧测力计.沿着两个相互垂直的方向拉弹簧测力计,当橡皮筋的活动端拉到O点时,通过标记a、b两点来记录两力的方向,并由弹簧测力计的示数记录两个拉力F1、F2的大小.再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端拉至O点,测出其拉力F大小并确定方向.
(1)在图上以每格1 N为标度,做出拉力F1、F2及合力F的图示.
(2)在本实验中,采用下列哪些方法可以减小实验误差( )
A.实验前,先把所用的两个弹簧测力计的钩子互相钩住平放在桌子上向相反的方向拉动检查读数是否相同
B.两个分力F1和F2的大小要适当大些
C.两个分力F1和F2的夹角要尽量小些
D.拉橡皮条的绳套要适当长一些
6. 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.
(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
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.
参考答案
【类型一】合力与分力
1.两个共点力的大小分别为F1=15 N,F2=8 N,它们的合力大小不可能等于( )
A.9 N B.25 N C.8 N D.21 N
【答案】B
【解析】F1、F2的合力范围是F1-F2≤F≤F1+F2,故7 N≤F≤23 N,不在此范围的是25 N,B正确。
2.两个共点力的大小均为8 N,如果要使这两个力的合力大小也是8 N,则这两个共点力间的夹角应为( )
A.30° B.60° C.90° D.120°
【答案】D
【解析】根据合力和分力的关系我们知道,两个大小相等的分力在夹角为120°时分力和合力的大小相等.
3.有三个力大小分别为3 N、7 N、9 N,则它们的合力的最大值和最小值分别为 ( )
A.19 N、1 N B.9 N、2 N C.19 N、0 D.13 N、0
【答案】C
【解析】先确定其中任两个力如3 N、7 N的合力范围:最小值为4N、最大值为10N,由于第三个力为9N,在前两个力合力范围内,故存在前两个力与第三个力等值反向的可能,故这三个力合力的最小值为零。而当为三个力的方向均相同时合力最大,即合力的最大值为19N,C正确。
4.关于两个大小不变的力F1、F2及它们的合力F,下列说法中正确的是( )
A.合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果相同
B.两力F1、F2一定是同一个物体受到的力
C.两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力
D.F一定不随F1、F2的变化而变化
【答案】AB
【解析】只有同一个物体受到的力才能合成,分别作用在不同物体上的力不能合成.合力是对原来几个分力的等效替代,两力可以是不同性质的力,但合力与分力不能同时存在.所以,A、B正确,C错误.合力随两分力的变化而变化,D错误.
5.大小不变的F1、F2两个共点力的合力为F,则有( )
A.合力F一定大于任一个分力
B.合力F的大小既可能等于F1,也可能等于F2
C.合力有可能小于任一个分力
D.在0°至180°的范围内,合力F的大小随F1、F2间夹角的增大而减小
【答案】BCD
【解析】解法一:可采用特殊值法分析.若F1=2 N,F2=3 N,则其合力的大小范围是1 N≤F≤5 N,A项错误,B、C项正确;当θ=0°时,F最大为5 N,当θ=180°时,F最小为1 N,这说明随着夹角θ的增大,合力F减小,D项正确。
解法二:表达式分析法
设两力之间的夹角为θ,由余弦定理可得,由表达式可知,在0°至180°的范围内,合力F的大小随F1、F2间夹角的增大而减小,在时合力取得最大值;当时合力取得最小值,故合力的取值范围为,即合力只是比两个分力的差值大,而比其中任一分力可大、可小也可相等,BCD正确。
6.两个共点力的合力为F,如果它们之间的夹角θ固定不变,使其中一个力增大,则( )
A.合力F一定增大
B.合力F的大小可能不变
C.合力F可能增大,也可能减小
D.当0°<θ<90°时,合力F可能减小
【答案】BC
【解析】当两力之间的夹角0°<θ<90°时,如图甲所示,无论增大哪一个力,合力均增大;当两力之间的夹角90°<θ<180°时,如图乙所示,增大较大的分力时合力一定增大,而增大较小的分力时,合力可能减小、不变或增大,故BC正确AD错误。
【类型二】力的合成
1.如图所示,物体在水平方向受F1、F2两个力的作用,F1方向向右,F2方向向左,大小分别为F1=8 N和F2=2 N.则物体所受合力的大小和方向为( )
A.6 N,方向水平向左
B.10 N,方向水平向左
C.6 N,方向水平向右
D.10 N,方向水平向右
【答案】C
【解析】由于两个力的方向相反,因此合力为两力之差6 N,方向与较大的力相同,故选C
2.射箭时,若刚释放的瞬间弓弦的拉力为100 N,对箭产生的作用力为120 N,其弓弦的拉力如图乙中F1和F2所示,对箭产生的作用力如图乙中F所示.弓弦的夹角应为(cos 53°=0.6)( )
图甲 图乙
A.53° B.127° C.143° D.106°
【答案】D
【解析】由题图可知F1=F2,F1cos +F2cos =F,解得α=106°,选项D正确.
3.某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用,若这三个共点力大小和方向分别如图甲、乙、丙、丁所示(坐标纸中每格边长表示1 N大小的力),则关于该物体受到合力的说法正确的是( )
A.甲图中物体所受的合外力大小等于4 N
B.乙图中物体所受的合外力大小等于4 N
C.丙图中物体所受的合外力大小等于6 N
D.丁图中物体所受的合外力大小等于6 N
【答案】C
【解析】对甲,先将F1与F3合成,然后再用勾股定理,与F2进行合成,求得合力等于5 N,故A项错误。对乙,先将F1与F3沿水平和竖直方向正交分解,再合成,求得合力等于5 N,故B项错误。对丙,可将F1沿水平和竖直方向正交分解,求得合力等于6 N,故C项正确。根据三角形定则,丁图中合力等于0,故D项错误.
4.如图,有五个力作用于同一点O,表示这五个力的有向线段恰分别构成一个正六边形的两条邻边和三条对角线.已知F2=10N,则这五个力的合力大小为( )
A.20N B.30N C.40N D.60N
【答案】D
【解析】利用平行四边形定则
由图可知,最大恒力为F1,根据平行四边形定则,F3与F4的合力为F1,F2与F5的合力为F1,这五个力的合力为三倍的F1,已知F2=10N,根据几何关系可知,F1=20N,所以合力的大小为60N.故D正确,ABC错误.
解法二、利用三角形定则
如图所示 将力F?2?、F?3?平移到F?5?与F?1?、F?4?与F?1?的首端之间,如图甲所示。F?3?、F?4?的合力等于F?1?,F?5?、F?2?的合力等于F?1?,故这五个力的合力大小为3F?1?=60 N,故D正确。方法三:利用对称法由对称性,F?2?和F?3?的夹角为120°,它们的大小相等,合力在其夹角的平分线上,合力的大小等于其分力的大小,故力F?2?和F?3?的合力F?23?=F?2??=10N,如图所示。同理,F?4?和F?5?的合力也在其角平分线上,由图中几何关系可知:F?45?=F?23?+F?1=30 N,故这五个力的合力F=F?1?+F?23?+F?45?=60 N,D正确。
5..有两个大小不变的共点力F1和F2,它们合力的大小F合随两力夹角的变化情况如图所示,则两力的大小分别为多少?
【答案】F1=8 N F2=4 N或F1=4 N F2=8 N
【解析】当两力的夹角为0°时,
F合=F1+F2,得
F1+F2=12 N①
当两力的夹角为180°时,得
F1-F2=4 N或F2-F1=4 N②
由①②两式得F1=8 N F2=4 N或F1=4 N F2=8 N
6.若一个物体受多个力的作用,如图所示,六个共面共点力,大小分别为1 N、2 N、3 N、4 N 5 N、6 N,相互之间的夹角均为60°,求它们合力的大小和方向.
【答案】:6 N,方向与5 N的力相同
【解析】依图先将同一直线上的力合成;4 N与1 N的合力为3 N,方向与4 N的力相同;5 N与2 N的合力为3 N,方向与5 N的力相同;6 N与3 N的合力为3 N,方向与6 N的力相同,再将合成后沿4 N和6 N方向上的两个3 N的力合成,其合力为3 N,方向与5 N的力方向相同,最后将此3 N与合成后沿5 N方向上的3 N的力进行合成,合力大小为6 N,方向与5 N的力相同
【类型三】力的分解
1.在已知的一个力的分解中,下列情况具有唯一解的是 ( )
A.已知两个分力的方向,并且不在一条直线上
B.已知一个分力的大小和方向
C.已知一个分力的大小和另一个分力的方向
D.已知两分力的大小
【答案】AB
【解析】已知两分力的方向且不在同一直线上,或已知一个分力的大小和方向,根据平行四边形定则,只有唯一解,A、B正确;已知一个分力的大小和另一个分力的方向,解不唯一,C错误;已知两分力大小,解也不唯一,D错误.
2.将F沿水平和竖直方向分解,则其竖直方向的分力为( )
A.Fsin?θ B.Fcos?θ C. D.
【答案】A
【解析】根据力的作用效果可以将F分解为沿水平方向和竖直方向的两个力,根据平行四边形定则,竖直方向上分力Fx=Fsin?θ.故A正确,B、C、D错误.
3.如图所示,光滑斜面上物体重力mg分解为F1、F2两个力,下列说法正确的是( )
A.物体受到重力mg、FN、F1、F2四个力的作用
B.物体只受到重力mg和斜面的支持力FN的作用
C.F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力,F2是物体对斜面的压力
D.力FN、F1、F2三力的作用效果与力mg、FN两个力的作用效果相同
【答案】BD
【解析】由重力的作用效果分析,再由力产生的原因进行判断,F1、F2两个力是重力mg的两个分力,其作用效果与重力mg等效,所以F2不是物体对斜面的压力,物体只受重力mg和斜面的支持力FN的作用,故B、D正确
4.如图所示,小球被轻绳系住,静止在光滑斜面上.若按力的实际作用效果来分解小球受到的重力G,则G的两个分力的方向分别是图中的
A.1和2 B.1和3 C.2和3 D.1和4
【答案】A
【解析】小球重力产生两个效果,一是使绳子拉伸,二是使斜面受压,故应按此两个方向分解,分别是1和2,故A确,BCD错误。
5.如图所示,光滑斜面的倾角为θ,有两个相同的小球,小球所受重力均为G,分别用光滑挡板A、B挡住,挡板A沿竖直方向,挡板B垂直于斜面,则球1对挡板的压力F1=________,对斜面压力F2=________;球2对挡板压力F3=______,对斜面压力F4=________.
【答案】Gtan?θ Gsin?θ Gcos?θ
【解析】球1所受的重力有两个作用效果.第一,使小球欲沿水平方向推开挡板;第二,使小球压紧斜面.因此,力的分解如图甲所示,由此得两个分力的大小分别为
F1=Gtan?θ,F2=.
球2所受重力G有两个作用效果.第一,使小球垂直挤压挡板;第二,使小球压紧斜面.因此力的分解如图乙所示,由此可得两个分力的大小分别为F3=Gsin?θ,F4=Gcos?θ.
6.如图所示,一位重600 N的演员悬挂在绳上.若AO绳与水平方向的夹角为37°,BO绳水平,则AO、BO两绳受到的拉力各为多大?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
【答案】1 000 N 800 N
【解析】人对竖直绳的拉力F等于人的重力G,由于该力的作用AO、BO也受到拉力的作用,因此F产生了沿AO方向、BO方向使O点拉绳的分力F1、F2,将F沿AO方向和BO方向分解成两个分力,如图所示,由画出的平行四边形可知:AO绳上受到的拉力F1==?N=1 000 N,BO绳上受到的拉力F2==?N=800 N.
【类型四】探究力的合成
1.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).实验中需用两个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
D.用两个弹簧测力计拉绳套时,两测力计示数要保持相同
E.用两个弹簧测力计拉绳套时,两测力计拉力方向要互成90°角,便于求两个力的合力.
其中正确的是________(填字母).
【答案】C
【解析】在本实验中细绳只记录作用力的方向,两绳不必等长;两力合成时,其合力方向不一定在两分力的夹角平分线上,因此,不必使橡皮条与两绳夹角的平分线在同一直线上,实验时弹簧测力计应与木板平面平行,使读数与绳作用力相等,则C项正确,A、B错误.两测力计拉绳套时,两力的大小可以不同,两力的方向也不一定要互相垂直,夹角不宜太大,也不宜太小,D、E错误
2.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,用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定O点。下列说法正确的是
A.同一次实验过程中,O点位置允许变动
B.实验中,弹簧必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度
C.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点,两弹簧秤之间夹角应取900,以方便计算合力
D.实验中两绳套应该长一些,以便方便确定弹簧秤拉力的方向,但它们的长度必须相同
E.实验时,两弹簧秤拉力的方向间夹角应尽量大些,记录拉力方向时铅笔应尽量细些,以便记录拉力方向,减少作图带来的相对误差
【答案】BE
【解析】O点的位置不变是同一次实验中两次测量效果相同的根本保证,A错误。弹簧称与木板平行才能保证在板面上记录的力的方向与实际方向一致、视线与弹簧称刻度线垂直才能减小读数误差,B正确。合力的计算是通过作图法,两力间的夹角应取任意值才具有普遍性,但考虑到减小误差,夹角常取在600~1200(或300~1500)之间,故C错误。两点确定一条直线,但实际记录方向时描下的点有一定的大小,会在确定力方向时引起一定的误差,两绳套长度适当长一些进而描下的两点间距离也可适当远一些、铅笔细一些描下的点就可小一些,从而可提高方向记录的准确性,但与两绳套长度是否相等无关,D错误E正确。
3.“验证力的平形四边形定则”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)实验中能减小误差的措施是( )
A.两个分力F1、F2的大小要尽量大些
B.两个分力F1、F2间的夹角要尽量大些
C.拉橡皮筋时,弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行
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
【答案】(1)F′ (2)B (3)ACD
【解析】(1)单弹簧秤拉橡皮筋,需保证与两个弹簧秤拉橡皮筋时等效,即结点O到同一位置,故方向一定沿AO的是F′.
(2)本实验采用的主要科学方法是等效替代法.
(3)本实验误差来源主要是摩擦力,故C正确;两个分力F1、F2的大小要尽量大些,一是减小读数误差,二是减小作图误差,故A正确;拉橡皮筋的细绳要长些,标记要远一些,这样便于确定拉力方向,作图更准确,故D正确;两个分力F1、F2间夹角不宜过大或过小,那样作图不方便,容易产生误差,故B错误.
4.在“验证力的平行四边形定则”的实验中,用两个弹簧秤拉橡皮条时情景如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点位置,OB和OC为细绳。图乙是根据记录的数据在白纸上按同一标度做出的图形,其中F是平行四边形的对角线,是用一个弹簧秤拉橡皮条时拉力的图示。
(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.物理模型法
(2)图乙中的F与两力中,方向一定沿AO方向的是 。
【答案】(1)B (3分) (2)(3分)
【解析】(1)本实验中是利用力产生的效果——使橡皮筋发生的形变的大小与方向相同,即利用一个力来等效替代两个力而完成实验的,B正确。(2)利用平行四边形定则作出的合力由于实验误差存在而与AO间可能存在偏差,而由二力平衡可知用一个弹簧称测出的合力一定与OA共线。
5.在“验证力的平行四边形定则”实验中如图所示,某同学进行实验的主要步骤是:将橡皮筋的一端固定在A点如下图,另一端(活动端)拴上两根绳套,每根绳套分别连着一个弹簧测力计.沿着两个相互垂直的方向拉弹簧测力计,当橡皮筋的活动端拉到O点时,通过标记a、b两点来记录两力的方向,并由弹簧测力计的示数记录两个拉力F1、F2的大小.再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端拉至O点,测出其拉力F大小并确定方向.
(1)在图上以每格1 N为标度,做出拉力F1、F2及合力F的图示.
(2)在本实验中,采用下列哪些方法可以减小实验误差( )
A.实验前,先把所用的两个弹簧测力计的钩子互相钩住平放在桌子上向相反的方向拉动检查读数是否相同
B.两个分力F1和F2的大小要适当大些
C.两个分力F1和F2的夹角要尽量小些
D.拉橡皮条的绳套要适当长一些
【答案】(1)如图所示
(2)ABD
【解析】(1)弹簧秤F1=4.8 N,F2=3.6 N.作图如图所示.
(2)实验前,先把所用的两个弹簧测力计的钩子互相钩住平放在桌子上向相反的方向拉动检查读数是否相同.故A正确.为了减小测量的误差,两个分力的大小要适当大一些,夹角适当大一些.故B正确,C错误.拉橡皮条的细绳套要适当长一些.故D正确.
6. 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.
(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
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.
【答案】(1)3.6 (2)D (3)①改变弹簧测力计B拉力的大小 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)
【解析】(1)弹簧测力计的读数为3.6 N,可以不估读.
(2)验证力的平行四边形定则,需要分别测量各个力的大小和方向,所以A选项是必要的;根据仪器使用常识,弹簧测力计在使用前需校零,B选项是必要的;实验中力必须在同一平面内的,C选项也是必要的;实验是验证三个力的关系,只要测出三个力就可以了,所以不需要固定O点位置,D选项不必要,本题应该选D