2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 2.5實驗：驗證力的平行四邊形定則課時強化作業(yè).doc

2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 2.5實驗：驗證力的平行四邊形定則課時強化作業(yè) 一、選擇題 1．在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，下面提供的方法中可以減小實驗誤差的是(　　) A．用兩個彈簧測力計拉橡皮條時，應(yīng)使彈簧測力計的讀數(shù)達到最大值 B．用彈簧測力計拉橡皮條時，應(yīng)使之與木板平行 C．兩個分力F1、F2間的夾角越大越好 D．拉橡皮條的細繩稍短一些即可 解析：兩個彈簧測力計拉橡皮條時，F(xiàn)1、F2的數(shù)值應(yīng)適當(dāng)大些，但要保證F1、F2和F′都應(yīng)在彈簧測力計的量程以內(nèi)，選項A錯誤；彈簧測力計與木板平行，以確保拉力的方向就在與木板平行的白紙記錄的方向上，從而減小了力的測量誤差，選項B正確；F1和F2間的夾角太小和太大，作出的平行四邊形的誤差都大，F(xiàn)1和F2的夾角應(yīng)適當(dāng)大些，拉橡皮條的細繩應(yīng)稍長些，使記錄的力的方向更準確，故選項C、D錯誤． 答案：B 2．如圖所示，在“共點力合成”實驗中，橡皮筋一端固定于P點，另一端連接兩個彈簧秤，分別用力F1與F2拉兩個彈簧秤，使這端拉至O點，若要這端始終位于O點，但使F2大小不變地沿順時針轉(zhuǎn)過某一小角度，相應(yīng)地使F1的大小及圖中β角作以下的哪些變化是可能的(　　) A．增大F1的同時增大β角 B．增大F1的同時保持β角不變 C．增大F1的同時減小β角 D．減小F1的同時減小β角 解析：若要這端點始終在O點，就是F1、F2的合力保持不變，力的平行四邊形如圖所示，由圖可知(1)增大F1的同時減小β，選項C正確．若保持β角不變，增大F1也可以保持合力不變，如圖所示(2)，故選項B正確，增大F1的同時增大β，如圖所示(3)，故選項A正確，由作圖可知減小β的同時減小F1是不可能保持結(jié)點位置不變． 　　 答案：ABC 3．在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，合力與分力的作用效果相同，這里作用效果是指(　　) A．彈簧測力計的彈簧被拉長 B．固定橡皮條的圖釘受拉力產(chǎn)生形變 C．細繩套受拉力產(chǎn)生形變 D．使橡皮條在同一方向上伸長到同一長度 解析：在該實驗中合力與分力之間是等效替代關(guān)系．實驗中的實驗效果相同是指用一根橡皮條將結(jié)點拉伸到兩根橡皮條共同作用時結(jié)點所在的位置，即橡皮條的伸長量相同且在同一方向上．故選項D正確． 答案：D 4．在做“互成角度的兩個力的合力”實驗時，橡皮條的一端固定在木板上，用兩個彈簧測力計把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點，以下操作錯誤的是(　　) A．同一次實驗過程中，O點位置允許變動 B．實驗中，彈簧測力計必須保持與木板平行，讀數(shù)時視線要正對彈簧測力計的刻度 C．實驗中，先將其中一個彈簧測力計沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一個彈簧測力計拉力的大小和方向，把橡皮條另一端拉到O點 D．實驗中，把橡皮條的另一端拉到O點時，兩個彈簧測力計之間夾角應(yīng)取90，以便于算出合力的大小 解析：實驗中有嚴格的要求：結(jié)點O在實驗中保持不動；彈簧測力計不要達到最大量程，因為一個達到最大，另一個彈簧測力計不好調(diào)整，實驗中兩個測力計的拉力夾角不宜過大，也不宜過小，取90也可以，但不是必須取90，故選項A、C、D的操作錯誤，選項B的操作正確． 答案：ACD 二、非選擇題 5．(xx屆沈陽市東北育才學(xué)校高三月考)某同學(xué)在家中嘗試驗證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細繩、白紙、釘子，設(shè)計了如下實驗：將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點為O，將第三條橡皮筋的另一端通過細繩掛一重物． (1)為完成該實驗，下述操作中必需的是________． a．測量細繩的長度 b．測量橡皮筋的原長 c．測量懸掛重物后橡皮筋的長度 d．記錄懸掛重物后結(jié)點O的位置 (2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗證，可采用的方法是____________． 解析：三條橡皮筋是相同的，所以當(dāng)施加拉力后三條橡皮筋的彈力的大小之比等于其伸長量之比，實驗過程中應(yīng)測量橡皮筋的原長和懸掛重物后橡皮筋的長度，還需記錄懸掛重物后O的位置，改變條件再次驗證力的平行四邊形定則，可以更換小重物，從而改變對橡皮筋的拉力． 答案：(1)bcd　(2)更換小重物 6．用等效替代法驗證力的平行四邊形定則的實驗情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細繩的結(jié)點，OB和OC為細繩，圖乙是白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖． (1)本實驗中“等效替代”的含義是________． A．橡皮筋可以用細繩替代 B．左側(cè)測力計的作用效果可以替代右側(cè)測力計的作用效果 C．右側(cè)測力計的作用效果可以替代左側(cè)測力計的作用效果 D．兩測力計共同作用的效果可以用一個測力計的作用效果替代 (2)圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿著AO方向的是________，圖中________是F1、F2合力的理論值，________是合力的實驗值． 解析：(1)驗證平行四邊形定則的實驗中，第一次同時用兩個測力計作用在橡皮筋上，將橡皮筋與細繩的結(jié)點拉到一個合適的位置O，第二次只用一個彈簧測力計作用在橡皮筋上，使橡皮筋與細繩的結(jié)點到達同樣的位置O，可見兩次測力計對橡皮筋產(chǎn)生的作用效果相同，可以等效替代，故選項D正確． (2)根據(jù)第(1)問的分析可知，力F′一定沿AO方向；根據(jù)平行四邊形定則合成出來的力F是F1、F2合力的理論值，而力F′是合力的實驗值． 答案：(1)D　(2)F′　F　F′ 7．有同學(xué)利用如圖所示的裝置來驗證力的平行四邊形定則：在豎直木板上鋪有白紙，固定兩個光滑的滑輪A和B，將繩子打一個結(jié)點O，每個鉤碼的質(zhì)量相等，當(dāng)系統(tǒng)達到平衡時，根據(jù)鉤碼個數(shù)讀出三根繩子的拉力F1、F2和F3，回答下列問題： (1)改變鉤碼個數(shù)，實驗?zāi)芡瓿傻氖?　　) A．鉤碼的個數(shù)N1＝N2＝2，N3＝4 B．鉤碼的個數(shù)N1＝N3＝3，N2＝4 C．鉤碼的個數(shù)N1＝N2＝N3＝4 D．鉤碼的個數(shù)N1＝3，N2＝4，N3＝5 (2)在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個步驟是(　　) A．標記結(jié)點O的位置，并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向 B．量出OA、OB、OC三段繩子的長度 C．用量角器量出三段繩子之間的夾角 D．用天平測出鉤碼的質(zhì)量 (3)在作圖時，你認為圖中________是正確的．(填“甲”或“乙”) 解析：(1)實驗中的合力與分力必須滿足的關(guān)系是|F1－F2|<F3<|F1＋F2|，由于本實驗中A、B是不同的兩點，AO、BO兩繩不可能同時處于豎直狀態(tài)，所以選項A錯誤，選項B、C、D均正確． (2)在實驗中需要記錄兩個分力及合力的大小和方向，所以除需要記錄鉤碼的數(shù)量外，拆下銅碼前必須記錄結(jié)點O的位置，并記錄OA、OB、OC的方向，故選項A正確；本實驗不需要測量鉤碼的質(zhì)量，可以每個鉤碼的重量為一個單位標度，畫出力的圖示，故選項B、C、D錯誤． (3)F3的方向一定是豎直向下的，F(xiàn)合可能不在豎直線上存在一些誤差，故圖甲是正確的． 答案：(1)BCD　(2)A　(3)甲 8．某同學(xué)在學(xué)完“力的合成”后，想在家里做實驗驗證力的平行四邊形定則．他從學(xué)校的實驗室里借來兩個彈簧測力計，按如下步驟進行實驗． A．在墻上貼一張白紙用來記錄彈簧測力計彈力的大小和方向 B．在一個彈簧測力計的下端懸掛一裝滿水的水杯，記下靜止時彈簧測力計的讀數(shù)F C．將一根大約30 cm長的細線從杯帶中穿過，再將細線兩端分別拴在兩個彈簧測力計的掛鉤上．在靠近白紙?zhí)幱檬謱ΨQ地拉開細線，使兩個彈簧測力計的示數(shù)相等，在白紙上記下細線的方向，彈簧測力計的示數(shù)如圖(甲)所示 D．在白紙上按一定標度作出兩個彈簧測力計的彈力的圖示，如圖(乙)所示，根據(jù)力的平行四邊形定則可求出這兩個力的合力F′ (1)在步驟C中，彈簧測力計的讀數(shù)為________N. (2)在步驟D中，合力F′＝________N. (3)若________，就可以驗證力的平行四邊形定則． 解析：(1)彈簧測力計讀數(shù)時要估讀，讀數(shù)3.00 N. (2)利用刻度尺和三角板在圖(乙)上由已知的兩個力作出平行四邊形如圖所示． 測量出平行四邊形的對角線的長度與標度1 N的長度比較，可求出F′的大小為(5.00.2)N. (3)若F′在豎直方向且數(shù)值與F近似相等，則在實驗誤差允許的范圍內(nèi)可以驗證力的平行四邊形定則． 答案：(1)3.00　(2)(5.00.2)N　(3)F′在豎直方向且數(shù)值與F近似相等 9．如圖所示，某小組同學(xué)利用DIS實驗裝置研究支架上力的分解．A、B為兩個相同的雙向力傳感器，該型號傳感器在受到拉力時讀數(shù)為正，受到壓力時讀數(shù)為負．A連接質(zhì)量不計的細繩，可沿固定的板做圓弧形移動．B固定不動，通過光滑鉸鏈連接長0.3 m的桿．將細繩連接在桿右端O點構(gòu)成支架．保持桿在水平方向，按如下步驟操作： ①測量繩子與水平桿的夾角∠AOB＝θ； ②對兩個傳感器進行調(diào)零； ③用另一繩在O點懸掛一個鉤碼，記錄兩個傳感器讀數(shù)； ④取下鉤碼，移動傳感器A改變θ角； 重復(fù)上述實驗步驟，得到表格. F1 1.001 0.580 … 1.002 … F2 －0.868 －0.291 … 0.865 … θ 30 60 … 150 … (1)根據(jù)表格，A傳感器對應(yīng)表中的力________(選填“F1”或“F2”)．鉤碼質(zhì)量為________kg(保留1位有效數(shù)字)． (2)本實驗中多次對傳感器進行調(diào)零，對此操作說明正確的是(　　) A．因為事先忘記了調(diào)零 B．何時調(diào)零對實驗結(jié)果沒有影響 C．為了消除橫桿自身重力對結(jié)果的影響 D．可以完全消除實驗的誤差 解析：(1)A傳感器中力均為拉力，即均為正值，故A傳感器對應(yīng)的是表中的F1，平衡時，mg＝F1sinθ，當(dāng)θ＝30時，F(xiàn)1＝1.001 N可求得m＝0.05 kg. (2)改變A傳感器位置后，在掛鉤碼之前，對傳感器進行調(diào)零，目的是為清除桿的自重對實驗結(jié)果的影響，故選項C正確． 答案：(1)F1　0.05　(2)C