針對訓練02 實驗《力的平行四邊形法則》（原卷版）

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1、 《實驗：力的平行四邊形定則》針對訓練 1．在“探究求合力的方法”實驗中,某同學用兩只彈簧秤將橡皮筋的端點拉到點O,作出這兩個力F1、F2的圖示（圖甲）,然后用一只彈簧秤將橡皮筋的端點仍然拉到O,彈簧秤示數(shù)F如圖乙所示。 （1）彈簧秤的示數(shù)F＝________N； （2）請幫他在圖甲中畫出力F的圖示（圖中a為記錄F方向時所記錄的一點）； （3）該同學用虛線把F的箭頭末端分別與F1、F2的箭頭末端連起來．他觀察圖形后受到了啟發(fā)。你認為他緊接著應進行的兩個實驗步驟是________。 A．整理實驗器材 B．提出求合力方法的猜想 C．改變F1、F2的

2、大小和方向,重復上述實驗 D．與同學交流討論實驗結果,得出結論 2．某實驗小組為“驗證力的平行四邊形定則”,設計了如下三個實驗方案： 方案一：實驗裝置如圖甲所示,其中A為固定橡皮條的圖釘,OA為橡皮條,OB和OC為細繩．用兩只彈簧測力計分別拉OB和OC將橡皮條與細繩的結點拉到O點,再用一只彈簧測力計拉細繩將結點拉到與O點________（選填“重合”或“不重合”）。 方案二：實驗裝置如圖乙所示,彈簧測力計A掛于固定點P,下端用細線掛一重物M．彈簧測力計B的一端用細線系于O點,手持另一端向左拉,使結點O靜止在某位置。分別讀出彈簧測力計A和B的示數(shù),并在貼于

3、豎直木板的白紙上記錄O點的位置和三根細線的方向。彈簧測力計示數(shù)的單位為N,圖中A的示數(shù)為________ N。 方案三：實驗裝置如圖丙所示,在豎直木板上鋪有白紙,固定兩個光滑的滑輪A和B,將繩子打一個結點O,每個鉤碼的重量相等,當系統(tǒng)達到平衡時,要記錄的是：結點O的位置、三段繩子的方向和________。 3．某探究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗,將畫有坐標軸（橫軸為x軸,縱軸為y軸,最小刻度表示1 mm）的紙貼在水平桌面上,如圖（a）所示。將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點（位于圖示部分之外）,另一端P位于y軸上的A點時,橡皮筋處于原長。

4、 （1）用一只測力計將橡皮筋的P端沿y軸從A點拉至坐標原點O,此時拉力F的大小可由測力計讀出．測力計的示數(shù)如圖（b）所示,F的大小為________N。 （2）撤去（1）中的拉力,橡皮筋P端回到A點；現(xiàn)使用兩個測力計同時拉橡皮筋,再次將P端拉至O點．此時觀察到兩個拉力分別沿圖（a）中兩條虛線所示的方向,由測力計的示數(shù)讀出兩個拉力的大小分別為F1＝4.2 N和F2＝5.6 N。 ①用5 mm長度的線段表示1 N的力,以O為作用點,在圖（a）中畫出力F1、F2的圖示,然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合； ②F合的大小為________N,F合與拉力F的夾角的正切值為________

5、。 若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實驗所允許的誤差范圍之內(nèi),則該實驗驗證了力的平行四邊形定則。 4．一同學用電子秤、水壺、細線、墻釘和貼在墻上的白紙等物品,在家中“驗證力的平行四邊形定則”。 （1）如圖甲,在電子秤的下端懸掛一裝滿水的水壺,記下水壺________時電子秤的示數(shù)F； （2）如圖乙,將三根細線L1、L2、L3的一端打結,另一端分別拴在電子秤的掛鉤、墻釘A和水壺杯帶上。水平拉開細線L1,在白紙上記下結點O的位置、____________和電子秤的示數(shù)F1； （3）如圖丙,將另一顆墻釘B釘在與O同一水平位置上,并將L1拴在其上．手握電子秤沿著圖

6、乙中L2的方向拉開細線L2,使________和三根細線的方向與圖乙中重合,記錄電子秤的示數(shù)F2； （4）在白紙上按一定標度作出電子秤拉力F、F1、F2的圖示,根據(jù)平行四邊形定則作出F1、F2的合力F′的圖示,若______________,則平行四邊形定則得到驗證。 5．某研究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗,所用器材有:方木板一塊,白紙,量程為5 N的彈簧測力計兩個,橡皮條（帶兩個較長的細繩套）,刻度尺,圖釘（若干個）。 （1）（多選）具體操作前,同學們提出了如下關于實驗操作的建議,其中正確的有　　　　　。? A．橡皮條應和兩繩套夾角的角平分線在一條直線

7、上 B．重復實驗再次進行驗證時,結點O的位置可以與前一次不同 C．使用測力計時,施力方向應沿測力計軸線；讀數(shù)時視線應正對測力計刻度 D．用兩個測力計互成角度拉橡皮條時的拉力必須都小于只用一個測力計時的拉力 （2）該小組的同學用同一套器材做了四次實驗,白紙上留下的標注信息有結點位置O、力的標度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點,如圖所示。其中對于提高實驗精度最有利的是　　　　　。? 6．某同學用如圖所示的實驗裝置來驗證“力的平行四邊形定則”。彈簧測力計A掛于固定點P,下端用細線掛一重物M。彈簧測力計B的一端用細線系于O點,手持另一端向左拉,使結點O靜

8、止在某位置。分別讀出彈簧測力計A和B的示數(shù),并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向。 （1）本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為N,圖中A的示數(shù)為　　　　　N。? （2）下列不必要的實驗要求是　　　　　。（請?zhí)顚戇x項前對應的字母）? A．應測量重物M所受的重力 B．彈簧測力計應在使用前校零 C．拉線方向應與木板平面平行 D．改變拉力,進行多次實驗,每次都要使O點靜止在同一位置 （3）某次實驗中,該同學發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程,請您提出兩個解決辦法。 7．某同學進行“驗證力的平行四邊形定則”實驗,試完成主要

9、步驟: （1）如圖甲,用兩只彈簧測力計分別鉤住細繩套,互成角度地拉橡皮條,使橡皮條伸長,記下結點的位置O點、兩彈簧測力計的讀數(shù)F1、F2以及　　　　　。? （2）用一只彈簧測力計鉤住細繩套把橡皮條與細繩套的結點拉到　　　　　,記下細繩套的方向（如圖丙中的Oc）。測力計示數(shù)如圖乙所示,讀得彈簧測力計的示數(shù)F=　　　　　。? （3）如圖丙所示,按選定的標度作出了力的圖示,請在圖丙中： A．按同樣的標度作出力F的圖示 B．按力的平行四邊形定則作出F1、F2的合力F' （4）關于該實驗注意事項,下列說法中正確的是　　　　　。? A．實驗中所用的兩根細繩越短越好 B．彈簧測力計的

10、拉力方向必須與木板平行 C．每次實驗中兩個分力間的夾角必須大于90° 8．（1）某實驗小組在“互成角度的兩個共點力的合成”實驗中,做好實驗準備后,先用兩個彈簧測力計把橡皮條的結點拉到某一位置O,此時他們需要記錄的是　　　　　　　　、　　　　　　　　　 和　　　　　　　　　,接著用一個彈簧測力計拉橡皮條,要特別注意的是　　　　　　　　　。? （2）（多選）下列實驗操作中正確的是　　　　　　　　　。? A．在測量同一組數(shù)據(jù)F1、F2和合力F的過程中,橡皮條結點O的位置不能變化 B．彈簧測力計拉細線時,拉力方向必須豎直向下 C

11、．F1、F2和合力F的大小都不能超過彈簧測力計的量程 D．為減小測量誤差,F1、F2方向間夾角應為90° （3）彈簧測力計的指示如圖乙所示,由圖可知拉力的大小為　　　　　N。? （4）在實驗中,如果只將細繩換成橡皮筋,其他步驟沒有改變,那么實驗結果是否會發(fā)生變化?答:　　　　　。（選填“變”或“不變”）? 9．某實驗小組用一只彈簧測力計和一個量角器等器材來驗證力的平行四邊形定則,設計了如圖所示的實驗裝置,固定在豎直木板上的量角器的直邊水平,橡皮筋的一端固定于量角器的圓心O的正上方A處,另一端系繩套1和繩套2。主要實驗步驟如下： ?。畯椈蓽y力計掛在繩

12、套1上豎直向下拉橡皮筋,使橡皮筋的結點到達O處,記下彈簧測力計的示數(shù)F； ⅱ．彈簧測力計掛在繩套1上,手拉著繩套2,緩慢拉橡皮筋,使橡皮筋的結點到達O處,此時繩套1沿0°方向,繩套2沿120°方向,記下彈簧測力計的示數(shù)F1； ⅲ．根據(jù)力的平行四邊形定則計算繩套1的拉力F1'=?、佟　?； ⅳ．比較　②　　,即可初步驗證； ⅴ．只改變繩套2的方向,重復上述實驗步驟。 回答下列問題: （1）完成實驗步驟:①　　　　??；②　　　　　； （2）將繩套1由0°方向緩慢轉動到60°方向,同時繩套2由120°方向緩慢轉動到180°方向,此過程中保持橡皮筋的結點在O處不動,保持繩套1和繩套2的

13、夾角120°不變。關于繩套1的拉力大小的變化,下列結論正確的是　　　 ?。ㄌ钸x項前的序號）。? A．逐漸增大 B．先增大后減小 C．逐漸減小 D．先減小后增大 10．為驗證力的平行四邊形定則,某同學將環(huán)形橡皮筋掛在彈簧測力計掛鉤上,用力拉使彈簧測力計上的讀數(shù)為2.00 N時,將橡皮筋兩端的位置畫在白紙上,記為O、O',選擇合適的標度,作出橡皮筋拉力的大小和方向,記為FOO',如圖甲所示。接著他在彈簧測力計掛鉤和兩支圓珠筆上涂抹少許潤滑油,用兩支圓珠筆和彈簧測力計掛鉤將環(huán)形橡皮筋拉成三角形,使彈簧測力計掛鉤的下端仍到達O點,將兩筆尖的位置標記為A、B,橡皮

14、筋OA段的拉力記為FOA,OB段的拉力記為FOB,如圖乙所示。再將環(huán)形橡皮筋剪斷,測得其所受的拉力F與長度l之間的關系,如圖丙所示。完成下列問題: （1）測得OA=6.10 cm,OB=8.20 cm,AB=10.70 cm,則FOA的大小為　　　　　N。? （2）選擇相同的標度,下列按比例作出的FOA和FOB的合力F'的圖示正確的是　　　　　。? （3）通過比較F'與　　　　　的大小和方向,即可得出實驗結論。? 11．在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中,需要將橡皮條的一端固定在水平木板上,另一端系上兩根細繩,細繩的另一端都有繩套（如圖

15、所示）。實驗中需用兩只彈簧測力計分別鉤住繩套,并互成角度地拉橡皮條,使橡皮條伸長,結點到達某一位置O。 （1）某同學在做該實驗時認為： A．拉橡皮條的繩細一些且長一些,實驗效果較好 B．拉橡皮條時,彈簧測力計、橡皮條、細繩應貼近木板且與木板平面平行 C．橡皮條彈性要好,拉結點到達某一位置O時,拉力要適當大些 D．拉力F1和F2的夾角越大越好 其中正確的是________（填入相應的字母）。 （2）若兩只彈簧測力計的讀數(shù)均為4 N,且兩彈簧測力計拉力的方向相互垂直,則________（選填“能”或“不能”）用一個量程為5 N的彈簧測力計測量出它們的合力,理由是________

16、__________。 12．某同學用如圖所示的實驗裝置來驗證“力的平行四邊形定則”。彈簧測力計A掛于固定點P,下端用細線掛一重物M,彈簧測力計B的一端用細線系于O點,手持另一端向左拉,使結點O靜止在某位置。分別讀出彈簧測力計A和B的示數(shù),并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向。 （1）本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為N,圖中A的示數(shù)為________N。 （2）下列不必要的實驗要求是________。（請?zhí)顚戇x項前對應的字母） A．應測量重物M所受的重力 B．彈簧測力計應在使用前調(diào)零 C．拉線方向應與木板平面平行D．改變拉力,進行多次

17、實驗,每次都要使O點靜止在同一位置 （3）某次實驗中,該同學發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程,請您提出兩個解決方法。 13．將橡皮筋的一端固定在A點,另一端拴上兩根細繩,每根細繩分別連著一個量程為5 N、最小刻度為0.1 N的彈簧測力計,沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計,當橡皮筋的活動端拉到O點時,兩根細繩相互垂直,如圖甲所示。這時彈簧測力計的讀數(shù)可從圖中讀出。 （1）由圖可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為________N和________N。 （2）在如圖乙所示的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力。

18、 14．有同學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,將繩子打一個結點O,每個鉤碼的重量相等,當系統(tǒng)達到平衡時,根據(jù)鉤碼個數(shù)讀出三根繩子的拉力FTOA、FTOB和FTOC,回答下列問題： （1）改變鉤碼個數(shù),實驗能完成的是________。 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．標記結點O的位置,并

19、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 15．在“探究求合力的方法”實驗中,現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細繩套和一把彈簧測力計。 （1）為完成實驗,某同學另找來一根彈簧,先測量其勁度系數(shù),得到實驗數(shù)據(jù)如下表： 彈力F（N） 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 伸長量x （10－2m） 0.74 1.80 2.80 3.72 4.60 5.58 6.42 　作出F－x圖,并由F－x圖象求該彈簧的勁度系數(shù)k＝________ N/m。 （2）某次實驗中,彈簧測力計的指針位置如圖所示,其讀數(shù)為________ N,同時利用（1）中結果獲得彈簧上的彈力值為2.50 N,請在答題紙上畫出這兩個共點力的合力F合． （3）由圖得到F合＝________N。 知識改變命運 12