2020版高考物理一轮复习第二章 微专题17实验：验证力的平行四边形定则

2020版高考物理一轮复习第二章 微专题17实验：验证力的平行四边形定则

实验：验证力的平行四边形定则 ‎[方法点拨]　验证力的平行四边形定则实验方法有多种，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.(2018·福建省永安一中、德化一中、漳平一中联考)以下是小丽同学在“探究共点力作用下物体的平衡条件”实验中的操作步骤.请完成步骤中的填空：‎ 图1‎ A.将一方形薄木板平放在桌面上，在板面上用图钉固定好白纸，将三个弹簧测力计的挂钩用细线系在小铁环上，如图1甲所示；‎ B.先将其中两个测力计固定在图板上，再沿某一水平方向拉着第三个测力计.当铁环平衡时，分别记下三个测力计的示数F1、F2、F3和________，并作出各个力的图示；‎ C.根据________________作出F1、F2的合力F12，如图乙所示，比较F12和________，由此，找出三个力F1、F2、F3的关系.‎ ‎2.某同学进行“验证力的平行四边形定则”实验，试完成主要步骤：‎ ‎(1)如图2甲，用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，记下结点的位置O点、两弹簧测力计的读数F1、F2以及________________.‎ ‎(2)用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条与细绳套的结点拉到________________，记下细绳套的方向(如图丙中的Oc).如图乙所示，读得弹簧测力计的示数F＝____________.‎ ‎(3)如图丙所示，按选定的标度作出了力的图示，请在图丙中：‎ a.按同样的标度作出力F的图示 b.按力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F′‎ ‎(4)关于该实验注意事项，下列说法中正确的是________.‎ A.实验中所用的两根细绳越短越好 B.弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行 C.每次实验中两个分力间的夹角必须大于90°‎ 图2‎ ‎3.一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中验证力的平行四边形定则.‎ 图3‎ ‎(1)如图3甲，在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶________时电子秤的示数F.‎ ‎(2)如图乙，将三细线L1、L2、L3的一端打结，另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉A和水壶杯带上，水平拉开细线L1，在白纸上记下结点O的位置、___________和电子秤的示数F1.‎ ‎(3)如图丙，将另一颗墙钉B钉在与O同一水平位置上，并将L1拴在其上，手握电子秤沿着(2)中L2的方向拉开细线L2，使________________和三根细线的方向与(2)中重合，记录电子秤的示数F2.‎ ‎(4)在白纸上按一定标度作出电子秤拉力F、F1、F2的图示，根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F′的图示，若__________________，则平行四边形定则得到验证.‎ 答案精析 ‎1.方向　平行四边形定则　F3‎ ‎2.(1)两细绳套的方向　(2)同一位置O　4.00N　(3)见解析图　(4)B 解析　(1)如题图甲，用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，记下结点位置O和两测力计的示数F1、F2以及两细绳套的方向.‎ ‎(2)用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到同一位置O，记下细绳套的方向，由题图乙可读得弹簧测力计的示数F＝4.00N.‎ ‎(3)a.按力的图示方法作出力F的图示如图所示；b.根据力的平行四边形定则，作出F1、F2的合力F′，如图所示.‎ ‎(4)拉橡皮条的细绳要适当长一些，以方便画出力的方向，故A错误；测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验中因摩擦造成的误差，操作中要求弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确；在实验中两个分力的夹角大小适当，且二力的大小要适量大些，这样有利于减小实验中偶然误差的影响，不需要夹角必须大于90°，故C错误.‎ ‎3.(1)静止　(2)三细线的方向　(3)结点O的位置 ‎(4)F和F′在误差允许范围内重合 解析　(1)要测量装满水的水壶的重力，则记下水壶静止时电子秤的示数F.(2)要画出平行四边形，则需要记录分力的大小和方向，所以在白纸上记下结点O的位置的同时也要记录三细线的方向以及电子秤的示数F1.(3)已经记录了一个分力的大小，还要记录另一个分力的大小，则结点O的位置不能变化，力的方向也都不能变化，所以应使结点O的位置和三根细线的方向与(2)中重合，记录电子秤的示数F2.(4)根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F′的图示，若F和F′在误差范围内重合，则平行四边形定则得到验证.‎