2019版高考物理一轮复习第二章相互作用实验三验证力的平行四边形定则170324111

2026/4/27 20:02:50

2弹簧测力计读数要符合有效数字要求,小数点后保留两位有效数字。

3.实验数据处理[对应第3

1作图时要选好标度。

2合力F合的大小要根据所选标度和对角线的长度计算得出。

4.实验误差分析[对应第5

题]

4题]

1理论值不一定沿橡皮条方向,但单个弹簧测力计的拉力F′一定沿橡皮条方向。 2读数不准确和作图不精确都可能使F与F′不完全重合。

[答案] (1)如右栏图(a)所示 55(±2内均可) (2)(±内均可) 如左栏图(b)所示

(3)(±内均可) (4)甲

(5)①FC读数比真实值偏小;②确定力的方向不准确、作图不精确

[集训冲关]

3.(2016·浙江高考)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m。如图甲所示,用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验,在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下:

(1)若弹簧秤a、b间夹角为90°,弹簧秤a的读数是______N(图乙中所示),则弹簧秤

b的读数可能为________N。

(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°,保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变,减小弹簧秤

b与弹簧OC的夹角,则弹簧秤a的读数________、弹簧秤b的读数________(填“变大”、

“变小”或“不变”)。

解析:(1)根据胡克定律,弹簧OC伸长1.00 cm时弹簧的弹力Fc=kΔx=500××10 N= N;由题图可知弹簧秤a的读数Fa= N,根据勾股定理,Fa+Fb=Fc,解得Fb= N。

(2)改变弹簧秤b与OC的夹角时,由于保持弹簧伸长1.00 cm不变,因而Fa与Fb的合力F保持不变,根据平行四边形定则,Fa、Fb合成的平行四边形如图所示(?OAC′B),当弹簧秤b与OC的夹角变小时,其力的合成的平行四边形为?OA′C′B′,由图可知a、b两弹簧秤的示数都将变大。

2

2

2

-2

答案:(1)~ ~ (2)变大 变大

4.(2017·大连重点中学联考)在探究求合力的方法时,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测力计互成角度地拉橡皮条,另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条。

(1)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.两根细绳必须等长

B.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行

C.用两弹簧测力计同时拉细绳时,两弹簧测力计示数应适当大一些 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

(2)当橡皮条的活动端拉到O点时,两根细绳相互垂直,如图所示。这时弹簧测力计a、

b的读数分别为________ N和________ N。

(3)在给出的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力,并利用作图法求出合力大小为________ N。

解析:(1)拉橡皮条的两根细绳长度不需要相等,适当长一些,标记同一细绳方向的两点离得远一些,可以减小在方向描述上的误差。弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行,以保证各拉力的方向与木板平行,这样能够在白纸上记录下各力的方向。弹簧测力计示数适当大一些可减小读数误差。选项B、C、D正确。

(2)弹簧测力计上最小一格表示 N,读数时有效数字要保留两位小数。

(3)以方格纸上一个小格的边长作为 N的标度,作出两个拉力的图示,以这两个拉力为邻边作平行四边形,则所夹的对角线就表示合力的大小和方向。量出该对角线的长度,看其是标度的多少倍,求其大小。

答案:(1)BCD (2)

(3)

4.70~均可)

突破点(三) 实验的改进与创新

[典例3] (2015·山东高考)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。 实验步骤:

①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向。②如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧秤示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2,记录弹簧秤的示数F,测量并记录O1、O2间的距离(即

橡皮筋的长度l)。每次将弹簧秤示数改变 N,测出所对应的l,部分数据如下表所示:

F/N l/cm

0 l0 ③找出②中F= N时橡皮筋两端的位置,重新标记为O、O′,橡皮筋的拉力记为FO O′。

④在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图乙所示。用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端达到O点,将两笔尖的位置标记为A、B,橡皮筋OA段的拉力记为FOA,OB段的拉力记为FOB。

完成下列作图和填空:

(1)利用表中数据在图中画出F-l图线,根据图线求得l0=________cm。

(2)测得OA=6.00 cm,OB=7.60 cm,则FOA的大小为________N。 (3)根据给出的标度,在图中作出FOA和FOB的合力F′的图示。

(4)通过比较F′与________的大小和方向,即可得出实验结论。,[由题引知·要点谨

记]

1.实验器材的创新[对应题干部分] 1将橡皮筋和弹簧秤在实验中的角色互换。 2用已知劲度系数的橡皮筋代替细绳套和两弹簧秤。 2.实验原理的创新[对应题干部分] (1)两次将秤钩的下端拉至O点,保证两次作用效果相同。 (2)秤钩上涂抹少许润滑油,橡皮筋两侧弹力大小相同,均等于橡皮筋中的弹力。 3.实验目的的创新[对应第(1)(2)题] 在验证力的平行四边形定则的实验中,同时测量橡皮筋的劲度系数和原长。


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