1、探究两个互成角度的力的合成规律1.(多选)“探究求合力的方法”的实验情况如图所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。关于此实验下列说法正确的是()A.两个分力FOB、FOC的方向一定要垂直B.两个分力FOB、FOC间夹角要尽量大些C.两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉至同一位置D.拉橡皮筋时,弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行【解析】选C、D。实验要方便、准确,两分力适当大点,读数时相对误差小,夹角不宜太大,也不宜太小,两个分力FOB、FOC的方向不一定要垂直,故A、B错误;两次拉橡皮筋时,为保证效果相同,需将橡皮筋结点拉至同一位置,故C正确;拉
2、橡皮筋时,弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行,可以使读数准确,减小误差,故D正确。2.在“互成角度的两个力的合成”实验中,用两个弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使它伸长到某一位置O点,已读出弹簧测力计的示数,这一步操作中还必须记录的是()A.橡皮条固定端的位置B.细绳套的长度C.橡皮条伸长后的总长度D.记下O点位置和两条细绳套的方向【解析】选D。该实验的实验目的是验证力的平行四边形定则,要根据两个弹簧测力计拉橡皮条时两个拉力的大小和方向作出平行四边形求出其合力大小,然后与一个弹簧测力计拉橡皮条时的拉力大小进行比较,最后得出结论,故需要记录的是O点位置,两拉力的大小
3、和方向,故A、B、C错误,D正确。3.某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M,弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置。(重力加速度为g)(1)为了完成实验,需要记录结点O的位置以及弹簧测力计的示数和弹力的方向,如果作图得到的合力方向近似在_方向上,且大小近似等于_,则平行四边形定则得以验证。(2)下列不必要的实验要求是_(请填写选项前对应的字母)。A.木板平面要保持竖直B.两个弹簧测力计必须完全相同C.拉力方向应与木板平面平行D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置(3)某次实验中
4、,该同学使弹簧测力计B处于水平方向,发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,为了能够完成实验,他应该_。A.换用质量稍轻的重物B.保持弹簧测力计B的拉力方向不变,减小其拉力C.保持弹簧测力计B的拉力大小不变,将其逆时针旋转一个小角度D.保持弹簧测力计B的拉力大小不变,将其顺时针旋转一个小角度【解析】(1)结点O处于平衡状态,故A、B的合力方向近似在竖直方向上,且大小近似等于Mg,则可验证平行四边形定则。(2)木板平面要保持竖直,要保证画力沿竖直方向,故A必要;弹簧测力计测量准确即可,不要求两测力计相同,故B不必要;拉线方向必须与木板平面平行,这样才能确保力的大小准确性,故C必要;由于本实验中重物的
5、重力一定,因此两弹簧测力计的拉力的合力大小方向均是一定的,所以不需要再让结点每次静止在同一位置,故D不必要。(3)弹簧测力计A的指针超出其量程,则说明与弹簧测力计B和重物相连的两根细线的拉力的合力已偏大。又由于挂重物的细线力的方向已确定,所以要么减小重物的重量,要么改变测力计B拉细线的方向,保持弹簧测力计B的拉力不变,将其顺时针旋转一个小角度,从而使测力计A不超出量程,故A、D可行,B、C不可行。答案:(1)竖直Mg (2)B、D(3)A、D4.某学生实验小组设计了一个“验证力的平行四边形定则”的实验,装置如图甲所示,在竖直放置的木板上部附近两侧,固定两个力传感器,同一高度放置两个可以移动的定
6、滑轮,两根细绳跨过定滑轮分别与两力传感器连接,在两细绳连接的结点O下方悬挂钩码,力传感器1、2的示数分别为F1、F2,调节两个定滑轮的位置可以改变两细绳间的夹角。实验中使用若干相同的钩码,每个钩码质量均为100 g,取g=9.8 m/s2。 (1)关于实验,下列说法正确的是_。A.实验开始前,需要调节木板使其位于竖直平面内B.每次实验都必须保证结点位于O点C.实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向D.实验时还需要用一个力传感器单独测量悬挂于O点钩码的总重力(2)根据某次实验得到的数据,该同学已经按照力的图示的要求画出了F1、F2,请你作图得到F1、F2的合力F(只作图,不求大小),并写出该合力不完全竖直的一种可能原因_。【解析】(1)实验开始前,需要调节木板使其位于竖直平面内,以保证钩码重力等于细绳中的拉力,选项A正确;该装置每次实验不需要保证结点位于O点,选项B错误;实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向,选项C正确;悬挂于O点钩码的总重力可以根据钩码的质量得出,不需要力传感器测量,选项D错误。(2)利用平行四边形定则作出F1和F2的合力F,该合力方向不完全在竖直方向的可能原因是定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等。答案:(1)A、C(2)见解析
