高考物理100考点最新模拟题力学实验精选训练 专题03验证平行四边形定则解析版.docx
- 文档编号:3322423
- 上传时间:2022-11-21
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:388.39KB
高考物理100考点最新模拟题力学实验精选训练 专题03验证平行四边形定则解析版.docx
《高考物理100考点最新模拟题力学实验精选训练 专题03验证平行四边形定则解析版.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考物理100考点最新模拟题力学实验精选训练 专题03验证平行四边形定则解析版.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高考物理100考点最新模拟题力学实验精选训练专题03验证平行四边形定则解析版
100考点最新模拟题(力学实验)精选训练3
第十二部分力学实验
三.验证平行四边形定则
1.(2016武汉一模)某实验小组用一只弹簧秤和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则,设计了如图所示的实验装置。
固定在竖直木板上的量角器和直边水平,橡皮筋的一端固定于量角器的圆心O的正上方A处,另一端系绳套1和绳套2.主要实验步骤如下:
I.弹簧秤挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋,使橡皮筋的结点到达O处,记下弹簧秤的示数F;
II.弹簧秤挂在绳套1上,手拉绳套2,缓慢拉橡皮筋,使橡皮筋的结点到达O处,此时绳套1沿0°方向,绳套2沿120°方向,记下弹簧秤的示数F1;
III.根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F1’=
;
IV.比较
,即可初步验证;
V.只改变绳套2的方向,重复上述实验步骤。
回答下列问题:
(1)完成实验步骤:
;
。
(2)将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向,同时绳套2由120°方向缓慢转动到180°方向,此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动,保持绳套1和绳套2的夹角120°不变。
关于绳套1的拉力大小的变化,下列结论正确的是(填选项前的序号)
A.逐渐增大B.先增大后减小
C.逐渐减小D.先减小后增大
【参考答案】:
(1)
F/
F1和F1’
(2)A
(2)将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向,同时绳套2由120°方向缓慢转动到180°方向,此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动,保持绳套1和绳套2的夹角120°不变。
绳套1的拉力逐渐增大,绳套2的拉力逐渐减小。
选项A正确。
2.(2016·河南名校联考)如图所示的实验装置可以用来验证力的平行四边形定则,带有滑轮的方木板竖直放置,为了便于调节绳子拉力的方向,滑轮可以安放在木板上的多个位置.
(1)请把下面的实验步骤补充完整:
①三段绳子各自悬挂一定数目的等质量钩码,调整滑轮在木板上的位置,使得系统静止不动.
②把一张画有等间距同心圆的厚纸紧贴木板放置在绳子与木板之间,使得圆心位于绳子结点O处.用等间距同心圆作为画图助手,以方便作出力的图示.你认为本实验有必要测量钩码重力吗?
答:
________(填“有”或“没有”,不必说明理由).
③记录三段绳子悬挂钩码的个数以及三段绳子的方向.
④三段绳子上的拉力FA、FB、FC可用钩码数量来表示,根据记录的数据作出力的图示FA、FB、FC.
⑤以FA、FB为邻边,画出平行四边形,如果________与________近似共线等长,则在实验误差允许范围内验证了力的平行四边形定则.
(2)如图所示,三段绳子上分别悬挂了3、4、5个钩码而静止不动,若图中OA、OB两段绳子与竖直方向的夹角分别为α、β,那么
=________.【参考答案】:
(1)②没有 ⑤平行四边形的对角线 FC
(2)
3.(2015安徽理综)在“验证力的平行四边形定则”实验中,某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板将橡皮条的一端固定在板上一点,两个细绳套系在橡皮条的另一端。
用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套,互成角度地施加拉力,使橡皮条伸长,结点到达纸面上某一位置,如图所示。
请将以下的实验操作和处理补充完整:
①用铅笔描下结点位置,记为O;
②记录两个弹簧测力计的示数F1和F2,沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点,用刻度尺
③只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位O,记录测力计的示数F3,;
④按照力的图示要求,作出拉力F1、F2、F3;
⑤根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F;
⑥比较的一致程度,若有较大差异,对其原因进行分析,并作出相应的改进后再次进行实验。
【参考答案】:
③沿此时细绳套的方向用铅笔描出几个点,用刻度尺把这些点连成直线。
⑥F和F3
4.(2014·江苏)小明通过实验验证力的平行四边形定则.
(1)实验记录纸如图4-1甲所示,O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点;一个弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力F3的方向过P3点。
.三个力的大小分别为:
F1=3.30N、F2=3.85N和F3=4.25N。
请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力.
(2)仔细分析实验,小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化,影响实验结果。
他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度,发现读数不相同,于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响.
实验装置如图4-1乙所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于O点,下端N挂一重物.用与白纸平行的水平力缓慢地移动N,在白纸上记录下N的轨迹.重复上述过程,再次记录下N的轨迹。
两次实验记录的轨迹如图4-1丙所示.过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点,则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的大小关系为 .
(3)根据
(2)中的实验,可以得出的实验结果有哪些?
()(填写选项前的字母)
(A)橡皮筋的长度与受到的拉力成正比
(B)两次受到的拉力相同时,橡皮筋第2次的长度较长
(C)两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2次受到的拉力较大
(D)两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大
(4)根据小明的上述实验探究,请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项.
【参考答案】
(1)见图J1。
(2)Fa=Fb。
(3)BD
(4)橡皮筋拉伸不宜过长;选用新橡皮筋。
(或:
拉力不宜过大;选用弹性好的橡皮筋;换用弹性好的弹簧。
)
由于橡皮筋都有弹性限度,所以验证力的平行四边形定则实验时,橡皮筋拉伸不宜过长;橡皮筋拉伸几次后原长发生了变化,要选用新橡皮筋实验。
5.(2015·山东理综,21)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。
实验步骤:
①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向。
②如图4所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧秤示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2,记录弹簧秤的示数F,测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)。
每次将弹簧秤示数改变0.50N,测出所对应的l,部分数据如下表所示:
图4
F(N)
0
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
l(cm)
l0
10.97
12.02
13.00
13.98
15.05
③找出②中F=2.50N时橡皮筋两端的位置,重新标记为O、O′,橡皮筋的拉力记为FOO′。
④在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图5所示。
用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端达到O点,将两笔尖的位置标记为A、B,橡皮筋OA段的拉力记为FOA,OB段的拉力记为FOB。
图5
完成下列作图和填空:
(1)利用表中数据在给出的坐标纸(图6)上画出F-l图线,根据图线求得l0=________cm。
图6
(2)测得OA=6.00cm,OB=7.60cm,则FOA的大小为________N。
(3)根据给出的标度,在图7中作出FOA和FOB的合力F′的图示。
图7
(4)通过比较F′与______的大小和方向,即可得出实验结论。
【参考答案】
(1)如图甲所示 10.0(9.8、9.9、10.1均正确)
(2)1.80(1.70~1.90均正确) (3)如图乙所示 (4)FOO′
(2)可计算橡皮筋的劲度系数k=
=
N/m=50N/m
若OA=6.00cm,OB=7.60cm,则橡皮筋的弹力为
F=kΔx=50×(6.00+7.60-10.00)×10-2N=1.80N
则此时FOA=F=1.80N。
(3)FOB=FOA=1.80N,两力的合力F′如图乙所示。
(4)通过比较F′和FOO′的大小和方向,可得出实验结论。
6.用图8甲所示的装置做“验证力的平行四边形定则”实验。
(1)某同学的实验操作如下,请完成相关内容。
①在桌面上放一方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上。
②用图钉把橡皮条一端固定在A点,另一端系上两根细绳,细绳的另一端系有绳套。
③用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,橡皮条伸长,使结点到达某一位置O。
记下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数,并________。
④按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F。
⑤只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O,________,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F′的图示。
(2)某次实验中弹簧测力计的示数如图乙所示,则两弹簧测力计的拉力的大小分别为________N、________N。
(3)某同学完成验证力的平行四边形定则实验操作后得到的数据如图丙,请选好标度在方框中作图完成该同学未完成的实验处理。
结论:
__________________________________________________________。
(4)若两个弹簧测力计的读数分别为3.00N、4.00N,且两弹簧测力计拉力方向的夹角为锐角,则________(选填“能”或“不能”)用一个量程为5N的弹簧测力计测出它们的合力,理由是_________________________________________。
【参考答案】
(1)③记下两条细绳的方向 ⑤读出弹簧测力计的示数
(2)2.50;4.00
(3)如图所示;在误差允许范围内,合力与分力是等效替代的关系,且互成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则
(4)不能 超过弹簧测力计的量程
7.(15分)在“验证力的平行四边形定则”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,先用一个弹簧测力计拉橡皮条的另一端到某一点并记下该点的位置;再将橡皮条的另一端系两根细绳,细绳的另一端都有绳套,用两个弹簧测力计分别钩住绳套,并互成角度地拉橡皮条。
(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项:
A.两根细绳必须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行
D.在用两个弹簧测力计同时拉细绳时要注意使两个弹簧测力计的读数相等
E.在用两个弹簧测力计同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧测力计拉时记下的位置
其中正确的是________(填入相应的字母)。
(2)“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图9甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳。
图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的示意图。
图9
①图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是________。
②本实验采用的科学方法是______(填正确答案标号)。
A.理想实验法B.等效替代法
C.控制变量法D.建立物理模型法
(3)某同学在坐标纸上画出了如图10所示的两个已知力F1和F2,图中小正方形的边长表示2N,两力的合力用F表示,F1、F2与F的夹角分别为θ1和θ2,关于F1、F2与F、θ1和θ2关系正确的有________(填正确答案标号)。
图10
A.F1=4NB.F=12N
C.θ1=45°D.θ1<θ2
【参考答案】
(1)CE
(2)①F′ ②B (3)BC
(2)F′是利用一个弹簧测力计将橡皮条拉到结点O位置的力,F是利用平行四边形定则作出的与F′作用效果相同的两个分力F1和F2的合力,所以沿AO方向的力一定是F′。
本实验中,需要保证单个拉力的作用效果与两个拉力的作用效果相同,即采用了等效替代法。
(3)以F1和F2为邻边作平行四边形,如图所示,其对角线表示合力F,由图可知,F1=4
N,F=12N,θ1=45°,θ1>θ2,所以选项B、C正确。
8.(2012·浙江)在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤。
(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到实验数据如下表:
弹力F(N)
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
伸长量x(10-2m)
0.74
1.80
2.80
3.72
4.68
5.58
6.42
用作图法求得该弹簧的劲度系数k=N/m;
(2)某次实验中,弹簧秤的指针位置如图所示,其读数为N.。
同时利用
(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50N,请在答题纸上画出这两个共点力的合力F合;
(3)由图得到F合=N。
【参考答案】
(1)53
(2)2.10
(3)3.3
【名师解析】画出弹力F随伸长量x变化关系图象,由图象斜率可得该弹簧的劲度系数k=53N/m;作出两个力的图示,根据平行四边形定则,得出这两个共点力的合力F合=3.3N。
9.(2011·江苏)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。
分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为_______N。
(2)下列不必要的实验要求是_________。
(请填写选项前对应的字母)
(A)应测量重物M所受的重力
(B)弹簧测力计应在使用前校零
(C)拉线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,该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,请你提出两个解决办法。
【参考答案】
(1)3.6
(2)D(3)
改变弹簧测力计B拉力的大小;
减小重物M的质量。
(或将A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B拉力的方向等)
10.①小丽用如图甲所示的装置验证“力的平行四边形定则”。
用一木板竖直放在铁架台和弹簧所在平面后。
其部分实验操作如下,请完成下列相关内容:
A.如图甲,在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置O;
B.卸下钩码然后将两绳套系在弹簧下端,用两弹簧秤将弹簧末端拉到同一位置O,记录细绳套AO、BO的及两弹簧秤相应的读数。
图乙中B弹簧秤的读数为N;
C.小丽在坐标纸上画出两弹簧拉力FA、FB的大小和方向如图丙所示,请在图丙中作出FA、FB的合力F’;
D.已知钩码的重力,可得弹簧所受的拉力F如图丙所示,观察比较F和F’,得出结论。
②某同学对弹簧测力计中弹簧的劲度系数是多少很感兴趣,于是,他将刻度尺与弹簧测力计平行放置,如图丁所示,利用读得的数据,他得出了弹簧的劲度系数。
那么,该弹簧的劲度系数k=N/m(保留两位有效数字)。
【参考答案】
(1)
方向11.40如图所示
②60
11.某同学利用如题4-6图所示的装置探究共点力合成的规律,图中GE是橡皮条,甲图表示用两个互成角度的拉力牵拉橡皮条,乙图表示用一个拉力牵拉橡皮条.。
(1)下列说法正确的是( )
A.甲图中两个拉力的方向必须相互垂直
B.甲、乙两图中,橡皮条拉伸方向EO必须水平
C.甲、乙两图中必须将橡皮条拉到相同位置O
D.甲图实验完成后,可更换橡皮条,继续进行乙图实验
(2)如果力的平行四边形定则得到验证,那么图甲中
cosα∶cosβ=。
【参考答案】
(1)C
(2)3∶4
【名师解析】
(1)本实验探究共点力合成的规律,研究合力与分力的关系,而合力与分力效果相同,对两个拉力的方向没有要求.选项A错误;橡皮条拉伸方向不一定要水平,只要橡皮条两次拉到相同位置 O 点就行,选项B错误;两次将橡皮条拉到相同位置 O 点,两个成一定角度的拉力与一个拉力效果相同,选项C正确;不同的橡皮条,劲度系数不同,同一次实验不得更换橡皮条,选项D错误.
(2)设每个钩码的重力为G,则F1=3G,F2=4G,F=5G,以F1和F1为邻边作出平行四边形,两力夹角恰好为90°,由直角三角函数知识可知,cosα=3/5,cosβ=4/5,cosα∶cosβ=3∶4.
12.(2014·成都一诊)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:
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,如题4-7图甲所示。
B..先将其中两个测力计固定在图板上,再沿某一方向拉着第三个测力计。
当铁环平衡时,分别记下测力计的示数F1、F2、F3和,并作出各个力的图示。
C..按作出F1、F2的合力F12,如题4-7图乙所示。
比较F12和,由此,找出三个力F1、F2、F3的关系。
【参考答案】平衡它们的方向平行四边形定则F3
13.图甲为“探究求合力的方法”的实验装置.
(1)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题4-8图乙所示,由图可知拉力的大小为______________N。
(3).某课题小组在《互成角度的两个共点力的合成》实验中,做好实验准备后,先用两个弹簧秤把橡皮条的结点拉到某一位置O,此时他们需要记录的是O点位置,
和 ,接着用一个弹簧秤拉橡皮条,要特别注意的是 。
【参考答案】
(1)AC
(2)4.00
(3)两弹簧秤的读数 两细绳套的方向 一定要将橡皮条结点拉至O点
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高考物理100考点最新模拟题力学实验精选训练 专题03验证平行四边形定则解析版 高考 物理 100 考点 最新 模拟 力学 实验 精选 训练 专题 03 验证 平行四边形定则 解析