【優(yōu)化探究】2022屆高三物理一輪復習知能檢測：2-4-2驗證力的平行四邊形定則-

[命題報告·老師用書獨具]學問點題號試驗原理1、3留意事項和誤差分析2、7試驗步驟6數(shù)據(jù)處理4、51.在“探究求合力的方法”的試驗中，下列說法正確的是()A．用三個已校好的彈簧測力計才能完成此試驗B．用兩個校好的彈簧測力計就可以完成此試驗C．用一個校好的彈簧測力計不能完成此試驗D．試驗中彈簧測力計的外殼與紙面間的摩擦將會影響試驗的結(jié)果解析：由試驗原理可知，當需要用兩個彈簧測力計同時拉橡皮筋時，在確定結(jié)點O及兩個分力的方向的狀況下，可以用一個彈簧測力計先拉一側(cè)，另一側(cè)直接用細繩拉，先確定一個分力的大小，用同樣的方法再確定另外一個分力的大小，選項B正確．答案：B2．在做“驗證力的平行四邊形定則”的試驗時，橡皮條的一端固定在木板上，用兩只彈簧測力計把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點，則下列說法中正確的是()A．同一次試驗中，O點位置不允許變動B．試驗中，只需記錄彈簧測力計的讀數(shù)和O點的位置C．試驗中，把橡皮條的另一端拉到O點時，兩只彈簧測力計之間的夾角必需取90°D．試驗中，要始終將其中一只彈簧測力計沿某一方向拉到最大量程，然后調(diào)整另一只彈簧測力計拉力的大小和方向，把橡皮條另一端拉到O點解析：試驗中合力的大小必需保持不變，即O點位置不允許變動，A正確；試驗中，不但要記錄彈簧測力計的讀數(shù)和O點位置，還要記錄兩拉力的方向，B錯誤；本試驗中在力的作用效果相同的狀況下，兩彈簧測力計之間的夾角是任意的，C錯誤；選項D中的操作，可能會超過彈簧測力計的彈性限度，因而錯誤．答案：A3．某同學在家中嘗試“驗證平行四邊形定則”，他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細繩、白紙、釘子，設計了如下試驗；將兩條橡皮筋的一端分別拴在墻上的兩個釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點為O，將第三條橡皮筋的另一端通過細繩掛一重物，如圖所示．(1)為完成該試驗，下述操作中必需的是________．a(chǎn)．測量細繩的長度b．測量橡皮筋的原長c．測量懸掛重物后橡皮筋的長度d．記錄懸掛重物后結(jié)點O的位置(2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，轉(zhuǎn)變條件再次驗證，可接受的方法是____________________________．解析：(1)運用等效思想來驗證平行四邊形定則，即要驗證以兩力為鄰邊作平行四邊形，其對角線是否和合力相符．本小題中結(jié)點受三個力，其中兩個力的合力與第三個力等大反向，故先測出各力的大小和方向，然后作出各力的圖示，以兩邊為鄰邊做平行四邊形，假如在試驗誤差范圍內(nèi)平行四邊形的對角線與第三個力等大反向，即可驗證．為測量各力的大小故需要記錄橡皮筋原長、懸掛重物后的長度以及記錄懸掛重物后O點的位置．故應選b、c、d.(2)可以通過轉(zhuǎn)變小重物轉(zhuǎn)變各力的大?。鸢福?1)bcd(2)更換不同的小重物4．(2022年六安模擬)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5N、最小刻度為0.1N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．(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．解析：(1)彈簧測力計的最小刻度為0.1N，讀數(shù)時應估讀一位，所以讀數(shù)分別為2.50N和4.00N.(2)取一個小方格的邊長表示0.50N，作出兩個力及它們的合力如圖所示．答案：(1)2.504.00(2)見解析5．某同學在學完“力的合成”后，想在家里做試驗“驗證力的平行四邊形定則”．他從學校的試驗室里借來兩個彈簧秤，按如下步驟進行試驗．A．在墻上貼一張白紙用來記錄彈簧秤彈力的大小和方向B．在一個彈簧秤的下端懸掛一裝滿水的水杯，登記靜止時彈簧秤的讀數(shù)FC．將一根大約30cm長的細線從杯帶中穿過，再將細線兩端分別拴在兩個彈簧秤的掛鉤上．在靠近白紙?zhí)幱檬謱ΨQ地拉開細線，使兩個彈簧秤的示數(shù)相等，在白紙上登記細線的方向，彈簧秤的示數(shù)如圖甲所示D．在白紙上按確定標度作出兩個彈簧秤的彈力的圖示，如圖乙所示，依據(jù)力的平行四邊形定則可求出這兩個力的合力F′(1)在步驟C中，彈簧秤的讀數(shù)為________N.(2)在步驟D中，合力F′＝________N.(3)若__________________，就可以驗證力的平行四邊形定則．解析：(1)彈簧秤讀數(shù)時需要估讀，最終的讀數(shù)要以有效數(shù)字的形式給出，依據(jù)圖甲彈簧秤指針的位置，可讀出力的大小為3.00N.(2)依據(jù)力的大小可以用線段的長度來表示，利用刻度尺和三角板在圖乙上由已知的兩個力作出平行四邊形，測量出平行四邊形的對角線的長度，與標度1N的長度進行比較，可求出F′的大小為(5.2±0.2)N.(3)若F′在豎直方向且數(shù)值與F近似相等，則在試驗誤差允許的范圍內(nèi)可以驗證力的平行四邊形定則．答案：(1)3.00(2)5.2±0.2(3)F′在豎直方向且數(shù)值與F近似相等6．“驗證力的平行四邊形定則”試驗中(1)部分試驗步驟如下，請完成有關內(nèi)容：A．將一根橡皮筋的一端固定在貼有白紙的豎直平整木板上，另一端綁上兩根細線．B．在其中一根細線上掛上5個質(zhì)量相等的鉤碼，使橡皮筋拉伸，如圖甲所示，記錄：________、________、________.C．將步驟B中的鉤碼取下，分別在兩根細線上掛上4個和3個質(zhì)量相等的鉤碼，用兩光滑硬棒B、C使兩細線互成角度，如圖乙表示，當心調(diào)整B、C的位置，使______________________，記錄____________________________．(2)假如“力的平行四邊形定則”得到驗證，那么圖乙中eq\f(cosα,cosβ)＝________.解析：(1)依據(jù)驗證力的平行四邊形定則試驗步驟可知：B中應記錄的是：結(jié)點O的位置；鉤碼個數(shù)(或細線拉力大小)；拉力方向(或細線方向)．C中調(diào)整B、C位置的目的是使橡皮筋與細線的結(jié)點O與步驟B中記錄的結(jié)點位置重合，需要記錄的是細線方向和鉤碼個數(shù)(或細線拉力大小)．(2)若平行四邊形定則得到驗證，設每個鉤碼重為G，則F＝5G、F1＝4G、F2＝3G，由三角函數(shù)關系可知三力恰好構(gòu)成直角三角形，則cosα＝3/5，cosβ＝4/5，所以cosα答案：(1)結(jié)點O的位置鉤碼個數(shù)拉力方向(或細線方向)橡皮筋與細線的結(jié)點O與步驟B中結(jié)點位置重合鉤碼個數(shù)和對應細線的方向(2)eq\f(3,4)7．李明同學在做“互成角度的兩個力的合成”試驗時，利用坐標紙登記了橡皮筋的結(jié)點位置O點以及兩只彈簧秤拉力的大小，如圖所示．(1)試在圖中作出無試驗誤差狀況下F1和F2的合力圖示，并用F表示此力．(2)有關此試驗，下列敘述正確的是________．A．兩彈簧秤的拉力可以同時比橡皮筋的拉力大B．橡皮筋的拉力是合力，兩彈簧秤的拉力是分力C．兩次拉橡皮筋時，需將橡皮筋結(jié)點拉到同一位置O.這樣做的目的是保證兩次彈簧秤拉力的效果相同D．若只增大某一只彈簧秤的拉力大小而要保證橡皮筋結(jié)點位置不變，只需調(diào)整另一只彈簧秤拉力的大小即可(3)如圖所示是張華和李明兩位同學在做以上試驗時得到的結(jié)果，其中哪一個試驗比較符合試驗事實？(力F′是用一只彈簧秤拉時的圖示)eq\a\vs4\al(答：.)(4)在以上比較符合試驗事實的一位同學中，造成誤差的主要緣由是什么？(至少寫出兩種狀況)eq\a\vs4\al(答：.)解析：(1)依據(jù)平行四邊形定則，作出如圖所示的合力．(2)依據(jù)合力與分力的關系，兩個分力都可以大于合力，因此兩彈簧秤的拉力可以同時比橡皮筋的拉力大，A正確；橡皮筋的拉力與兩彈簧秤的拉力的合力等大反向，B錯誤；C項中的敘述