1、课时提升作业实验：验证力的平行四边形定则(30分钟50分)1.(8分)(多选)(2015苏州高一检测)在做“验证力的平行四边形定则”的实验时,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧测力计把小圆环拉到某一确定的点O,以下操作中错误的是()A.同一次实验过程中,O点位置允许变动B.实验中,弹簧测力计必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计刻度C.实验中,先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后只需调整另一个弹簧测力计拉力的大小和方向,把小圆环拉到O点D.实验中,把小圆环拉到O点时,两个弹簧测力计之间的夹角应取90,以便于算出合力大小【解析】选A、C、D。本实验的注意事项中有严格的要求
2、,O点不允许随便移动,A错误;一个弹簧测力计达到最大量程,再通过另一个弹簧测力计拉橡皮条到O点时,前一个弹簧测力计可能超过最大量程,造成损坏或读数不准,C错误;合力是通过作平行四边形求出的,而不是计算出来的,故D错误;只有B项是符合实验要求的。【补偿训练】“验证力的平行四边形定则”的实验原理是等效原理,其等效性是指()A.使两分力与合力满足平行四边形定则B.使两次橡皮筋与细绳套的结点都与某点O重合C.使两次橡皮筋伸长的长度相等D.使弹簧测力计在两种情况下发生相同的形变【解析】选B。合力与分力是等效替代关系,作用效果相同,在实验中是指橡皮筋的伸长量相同并且伸长到同一位置,选项B正确。2.(8分)
3、某同学想在家里做实验验证力的平行四边形定则。他从学校的实验室里借来两个弹簧测力计,按如下步骤进行实验。A.在墙上贴一张白纸用来记录弹簧测力计弹力的大小和方向B.在一个弹簧测力计的下端悬挂一装满水的水杯,记下静止时弹簧测力计的读数FC.将一根大约30 cm长的细线从杯带中穿过,再将细线两端分别拴在两个弹簧测力计的挂钩上。在靠近白纸处用手对称地拉开细线,使两个弹簧测力计的示数相等,在白纸上记下细线的方向,弹簧测力计的示数如图甲所示D.在白纸上按一定标度作出两个弹簧测力计的弹力的图示,如图乙所示,根据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力F(1)在步骤C中,弹簧测力计的读数为N。(2)在步骤D中,合
4、力F=N。(3)若 ,就可以验证力的平行四边形定则。【解析】(1)弹簧测力计读数时需要估读,最终的读数要以有效数字的形式给出,根据图甲弹簧测力计指针的位置,可读出力的大小为3.00N。(2)根据力的大小可以用线段的长度来表示,利用刻度尺和三角板在图乙上由已知的两个力作出平行四边形,如图所示,测量出平行四边形的对角线的长度,与标度1N的长度进行比较,可求出F的大小为(5.20.2)N。(3)若F在竖直方向且数值与F近似相等,则在实验误差允许的范围内可以验证力的平行四边形定则。答案：(1)3.00(2)5.20.2(3)F在竖直方向且数值与F近似相等3.(10分)(2015沈阳高一检测)在“验证力
5、的平行四边形定则”实验中,某同学的实验过程如乙图所示,甲、丙两图为两个弹簧测力计的放大图片：(1)读出两弹簧测力计的读数F1=N,F2=N。(2)画出两力的图示,再利用平行四边形定则画出合力的图示(选1cm为1 N)。(3)由合力的图示可得合力的大小约为N。【解析】(1)甲弹簧测力计的读数为F1=2.50N,丙弹簧测力计的读数为F2=2.00N。(2)(3)由合力的图示可得合力的大小约为3.20N。答案：(1)2.502.00(2)见解析(3)3.204.(12分)小明通过实验探究求合力的方法。(1)实验所用的一只弹簧测力计如甲图所示,在用它测力前应对它进行的操作是。(2)在测出F1、F2和对
6、应的合力F后,他在纸上画出了F1、F2的图示,如乙图所示。请你帮助他在图中画出合力F的图示(测得F=4.9N,图中a、b为记录F方向的两点)。(3)小明用虚线把F的箭头末端分别与F1、F2的箭头末端连接起来;观察图形后,他觉得所画的图形很像平行四边形。至此,为正确得出求合力的一般方法,你认为小明接下来应该做些什么(写出两点即可)? 。 。【解析】(1)调零(2)(3)验证所画四边形十分接近于平行四边形;提出求合力方法的猜想;改变F1、F2的大小和方向,重复上述实验,验证猜想;与同学交流讨论实验结果,得出结论。答案：见解析5.(12分)(2015泰州高一检测)图甲为“探究求合力的方法”的实验装置
7、。(1)(多选)下列说法中正确的是A.在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中,橡皮条结点O的位置不能变化B.弹簧测力计拉细线时,拉力方向必须竖直向下C.F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程D.为减小测量误差,F1、F2方向间夹角应为90(2)弹簧测力计的指针如图乙所示,由图可知拉力的大小为N。【解析】(1)在同一组数据中,只有当橡皮条节点O的位置不发生变化时,两个力的作用效果和一个力的作用效果才相同,才可以验证平行四边形定则,故A正确;弹簧测力计拉细线时,方向不一定向下,只要把O点拉到同一位置即可,故B错误;根据弹簧测力计的使用原则可知,在测力时不能超过弹簧测力计的量程,故C
8、正确;F1、F2方向间夹角为90,并不能减小误差,故D错误。(2)弹簧测力计的指针指示要估读到下一位,故拉力F的大小为4.00N。答案：(1)A、C(2)4.00【补偿训练】在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧测力计。(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如表：弹力F/N0.501.001.502.002.503.003.50伸长量x/10-2m0.741.802.803.724.605.586.42用作图法求得该弹簧的劲度系数k=N/m。(2)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图所示,其读数为N;同时利用(1)中结果获
9、得弹簧上的弹力值为2.50N,请在图中画出这两个共点力的合力F合。(3)由图得到F合=N。【解析】(1)根据表中数据描点,得到一条过原点的直线,如图所示,直线的斜率即为弹簧的劲度系数,则k=N/m=53N/m。(2)读出弹簧测力计的读数为2.10N。以O为顶点,画出两绳套方向就是两拉力方向,再确定并画好力的标度,画出两拉力的图示,以两拉力为邻边作出平行四边形,画出平行四边形的对角线,即合力F合,如图所示。(3)用刻度尺量出合力的长度,根据确定的标度算出合力的大小。答案：(1)53(说明：2内均可)(2)2.10(说明：有效数字位数正确,0.02内均可)图见解析(3)3.3(说明：0.2内均可)