2021高考物理新高考版一轮习题:第二章 微专题16 实验:验证力的平行四边形定则 Word版含解析

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2021高考物理新高考版一轮习题:第二章 微专题16 实验:验证力的平行四边形定则 Word版含解析

本实验方案有多种:橡皮筋加弹簧秤、橡皮筋加钩码、全用橡皮筋或弹簧、全用钩码等等.无论什么方案,本实验的核心是要理解合力和分力分别是哪些力,怎样确定合力、分力的大小和方向,怎样作力的平行四边形图形.‎ ‎1.(2020·山东济宁市模拟)如图1为“验证力的平行四边形定则”的实验装置,将贴有白纸的木板竖直固定放置,三个细绳套L1、L2、L3一端共系于同一结点,另一端分别系于轻质弹簧测力计A、B和重物M上,弹簧测力计A的另一端挂于固定点P,手持弹簧测力计B拉动细绳,使结点静止于O点.‎ 图1‎ ‎(1)某次实验中,弹簧测力计A的指针位置如图所示,其读数为________N;‎ ‎(2)实验时要读出弹簧测力计A、B的示数,还要在白纸上记录O点的位置和L1、L2、L3的____________________;‎ ‎(3)下列实验要求中必要的是________________.‎ A.弹簧测力计需要在实验前进行校零 B.多次实验时弹簧测力计B始终保持水平 C.多次实验时结点必须在同一点 D.需要测量重物M的重力 ‎2.(2019·山东聊城市二模)某实验小组用如图2所示的器材验证“力的平行四边形定则”.在水平的圆形桌面上平铺一张白纸,在桌子边缘安装三个光滑的滑轮,其中,滑轮P1固定在桌子边,滑轮P2、P3可沿桌边移动.‎ 图2‎ 步骤如下:‎ A.在三根轻绳下挂上一定数量的钩码,调整滑轮P2、P3位置并使结点O静止;‎ B.在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向,以O点为起点,用同一标度作出三个拉力的图示;‎ C.以绕过滑轮P2、P3绳的两个力为邻边作平行四边形,作出以O点为起点的平行四边形的对角线,量出对角线的长度;‎ D.检验对角线的长度和绕过滑轮P1绳拉力的图示的长度是否一样,方向是否在一条直线上.‎ ‎(1)第一次实验中,若一根绳挂的钩码质量为m,另一根绳挂的钩码质量为2m,则第三根绳所挂的钩码质量M应满足关系___________________________________;‎ ‎(2)第二次实验时,改变滑轮P2、P3的位置和相应绳上钩码的数量,使结点平衡,绳的结点________(选填“必须”或“不必”)与第一次实验中白纸上描下的O点重合.实验中,若桌面倾斜,________(选填“会”或“不会”)影响实验的结论.‎ ‎3.(2019·山东临沂市质检)某同学用弹性很好的橡皮筋(遵循胡克定律)等器材验证了力的平行四边形定则,进行的部分实验如下:‎ A.先用刻度尺测量橡皮筋的原长;‎ B.将橡皮筋的一端固定在竖直平板的A点,另一端与两个细绳套连接,细绳下挂一重物,任其自然下垂,结点为O,如图3甲所示,测量此时橡皮筋的长度;‎ C.用一个弹簧测力计,水平的通过细绳套把橡皮筋的结点拉到O′位置,如图乙所示;‎ D.记下弹簧测力计的读数和细绳O′B的方向,用刻度尺测量橡皮筋的长度;‎ 已测量的数据中,拉到位置O′时橡皮筋的伸长量是竖直悬挂时的倍.根据以上信息完成下面的问题:‎ 图3‎ ‎(1)弹簧测力计的读数如图丙所示,读数为________;‎ ‎(2)若g=10 m/s2,悬挂重物的质量为________;‎ ‎(3)在图乙中,保持橡皮筋的方向不变,手拉弹簧测力计顺时针缓慢旋转至竖直方向,在此过程中弹簧测力计的示数变化情况为____________________.‎ ‎4.(2019·江西南昌市一模)某物理课外兴趣小组的三名同学想“验证力的平行四边形定则”,他们找到了如下物品:一根粗细均匀的长橡皮筋、木板、剪刀、白纸、铅笔、刻度尺、三角板、三个重量相同的钩码、图钉和细绳若干.他们设计了如下实验方案:‎ 步骤1:橡皮筋一端固定,另一端系上细绳套,分别挂上一个、两个、三个钩码,用刻度尺测量挂上相应的钩码时橡皮筋的长度,看伸长量是否与所挂钩码数成正比,若成正比则进行下一步;‎ 步骤2:将橡皮筋剪成长度均为l的三段,将三段橡皮筋的一端系在一起设为结点O,另一端均系上细绳套,任取两细绳套对拉,检查对应橡皮筋长度是否相等,若相等则进行下一步;‎ 步骤3:在木板上固定白纸,在白纸合适位置用图钉套住一细绳套,现用手将另两细绳套成一定角度往下拉适当的距离,记录结点O的位置和测量三段橡皮筋的长度l1、l2、l3.(如图4所示)‎ 图4‎ ‎(1)有关上述操作,下列说法正确的有________________.‎ A.步骤1的目的是判断橡皮筋是否符合胡克定律 B.步骤2的目的是判断三段橡皮筋的劲度系数是否相同 C.步骤3还需要记录橡皮筋2、3的方向 D.步骤3还需要弹簧测力计测量三段橡皮筋的拉力大小 ‎(2)该小组的三名同学分别做此实验,则他们在改变细绳的夹角再做实验时_____________(选填“需要”或“不需要”)保证结点O位置不变.现测得l=10.0 cm,则甲、乙、丙记录的数据明显存在错误的是________________(选填“甲”“乙”或“丙”).‎ 甲:l1=l2=l3=15.0 cm;‎ 乙:l1=15.0 cm,l2=12.0 cm,l3=12.0 cm;‎ 丙:l1=16.0 cm,l2=13.0 cm,l3=14.0 cm 答案精析 ‎1.(1)2.00 (2)方向 (3)AD ‎2.(1)m
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