4.1.2 科学探究：力的合成 —鲁科版（2019）高中物理必修第一册作业

科学探究：力的合成
同步测试
1．在“探究两个互成角度的力的合力规律”的实验中，下列说法正确的是(　　)
A．两分力的夹角越大越好
B．改用一只弹簧测力计拉时，必须将橡皮条结点拉至同一位置O
C．橡皮条系的细绳应尽可能的短
D．若F与F′不重合，证明平行四边形定则错误
2．在探究合力的方法时，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秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条．
(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的(填字母代号)(　　)
A．将橡皮条拉伸相同长度即可
B．将橡皮条沿相同方向拉到相同长度
C．将弹簧秤都拉伸到相同刻度
D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
(2)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．两细绳必须等长
B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
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
3．在“探究两个互成角度的力的合力规律”实验中，某同学根据实验数据画出了图，则其中由实验操作测得的数据有(　　)
A．F1　　　　　B．F2
C．F
D．F′
4．在““探究两个互成角度的力的合力规律””的实验中，某同学第一步用一个弹簧测力计钩住细绳套拉橡皮条，使结点到达某一位置O；第二步用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套互成角度地拉橡皮条，使结点到达同一位置O.第二步中必须记录的是(　　)
A．两细绳的长度和两细绳的方向
B．橡皮条伸长的长度和两细绳的方向
C．两弹簧测力计的读数和橡皮条伸长的长度
D．两细绳套的方向和弹簧测力计的读数
5．在““探究两个互成角度的力的合力规律””的实验中，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套．实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.
某同学在做该实验时认为：下列各种方法中正确的是(　　)
A．拉橡皮条的绳细一些且长一些，实验效果较好
B．拉橡皮条时弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
C．橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大一些
D．两个拉力越大越好
6．在做完“探究两个互成角度的力的合力规律”实验后，某同学将其实验操作过程进行了回顾，并在笔记本上记下如下几条体会，你认为他的体会中正确的是(　　)
A．用两只弹簧测力计拉橡皮条时，应使两细绳套间的夹角为90°，以便算出合力的大小
B．用两只弹簧测力计拉橡皮条时合力的图示F与用一只弹簧测力计拉橡皮条时力的图示F′不完全重合，在误差允许范围内，可以说明“力的平行四边形定则”成立
C．若F1、F2方向不变，而大小各增加1
N，则合力的方向也不变，大小也增加1
N
D．在用弹簧测力计拉橡皮条时，应使弹簧测力计的弹簧与木板平面平行
7．(1)在做“验证平行四边形定则”的实验时，需要的器材有：方木板、白纸、细绳套两个、三角板、刻度尺、图钉几个，还需要
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(2)在做上述实验时，在水平放置的木板上垫上一张白纸．把橡皮条的一端固定在板上，另一端结两个细绳套，通过细绳用两个互成角度的弹簧测力计拉橡皮条，使结点移到某一位置O，此时需记下：①________；②________；③________.然后用一个弹簧测力计把橡皮条拉长，使结点到达________，再记下________．
8．某同学在家中尝试验证平行四边形定则，如图(甲)所示，他找到三条相同的橡皮筋(假定橡皮筋都遵循胡克定律，橡皮筋的伸长量与力的大小成正比)和若干重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、图钉等．该同学进行如下实验操作：将1号和2号两条橡皮筋的一端分别固定在墙上的两个图钉A、B上，另一端与第3号橡皮筋连结，结点为O，再将第3号橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物．
(1)为完成上述实验，下述操作中必需的是________．
a．测量细绳的长度
b．测量橡皮筋的原长
c．测量悬挂重物后橡皮筋的长度
d．记录悬挂重物后结点O的位置
(2)图(乙)是在白纸上根据实验结果画出的力图示，其中________是直接用一条橡皮筋挂重物时测得的力．
(3)本实验采用的科学方法是________(填字母代号)．
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
参考答案：
1.解析：两分力的夹角很大时，作图误差太大，所以A错误；橡皮条系的细绳应尽量长些，便于确定拉力的方向，C错误；验证过程中，因读数、作图等误差因素的存在，使F与F′不重合是很正常的，故D错误；为保证作用效果相同，两次拉橡皮条时，必须使结点拉至同一位置O，所以B正确．答案：B
2.解析：(1)实验中两次拉伸橡皮条时，应要求两次的作用效果必须完全相同，即橡皮条被拉伸的方向、长度完全相同，所以答案选B、D.
(2)对减小误差有益的做法是B、D.B做法能保证分力与合力在同一平面内，减小了作图误差；D做法能保证分力的方向测量更准确，减少了测量误差．实验时两细绳不必等长，两弹簧秤的示数也不一定要求相差较大，所以B、D正确．答案：(1)BD　(2)BD
3.解析：实验中需记录用两弹簧秤拉结点时两力F1、F2大小和方向，用一个力把结点拉到同一位置时拉力F′的大小和方向．答案：ABD
4.解析：力的合成与分解都要满足平行四边形定则，因此必须要知道力的大小和方向，才能作出力的平行四边形，A、B、C错误，D正确．答案：D
5.解析：拉橡皮条的绳细一些，绳的质量就会更小，则可视为轻质细绳，再有绳细一些记录拉力方向时误差更小，绳长一些更利用拉力平行于木板，故选项A正确；拉力应与木板平行使两拉力与橡皮条在同一平面内，故选项B正确；橡皮条的弹性要好，拉力要适当大些，但不能太大，故选项C正确，选项D错误．答案：ABC
6.答案：BD解析：用两只弹簧测力计拉橡皮条时，两细绳套的夹角约在60°～120°范围内，实验中不需要计算出合力的大小，没必要非得把细绳套间夹角设定为90°，A错．实验中F与F′的图示不一定完全重合，只要两者长度差不多，夹角很小，就可以近似认为验证了“力的平行四边形定则”，B对．F1、F2的夹角不确定，它们的大小与合力F的大小关系不确定，不能通过F1、F2大小的变化来确定F大小的变化，C错．实验时必须使弹簧测力计的弹簧与木板平面平行，D对．
7.解析：实验中要记录橡皮条拉伸后O点的位置、弹簧测力计的读数及力的方向．
答案：(1)弹簧测力计两个、橡皮条一根、铅笔一支
(2)①O点位置　②细绳所指方向　③相应弹簧测力计读数　同一位置O点　弹簧测力计读数及力的方向
解析：实验中要记录橡皮条拉伸后O点的位置、弹簧测力计的读数及力的方向．
答案：(1)弹簧测力计两个、橡皮条一根、铅笔一支
(2)①O点位置　②细绳所指方向　③相应弹簧测力计读数　同一位置O点　弹簧测力计读数及力的方向
8.解析：实验中所使用的为三根完全相同的橡皮条，即劲度系数相同，由于不能直接读出橡皮条的拉力，所以需要测量弹簧的原长和悬挂重物后的长度，由胡克定律可知橡皮条的拉力与伸长量成正比，所以据此可画出三条橡皮条的力的图示，然后用平行四边形定则求得合力，再与用一根橡皮条直接挂重物时测的力进行比较，从而验证平行四边形定则，本实验采用了等效替代的科学方法进行实验．
答案：(1)bcd　(2)F′　(3)B