4力的合成和分解課時2

課時2實驗:探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律課后·訓(xùn)練提升1.某同學(xué)找到一條遵循胡克定律的橡皮筋并利用如下實驗器材驗證平行四邊形定則:刻度尺、三角板、鉛筆、細繩、白紙、釘子、質(zhì)量不同的小重物若干、木板。實驗方案如下:①將橡皮筋的兩端分別與細繩相連,測出橡皮筋的原長;②將橡皮筋一端細繩用釘子固定在豎直木板上的A點,在橡皮筋的中點O用細繩系住重物,使重物自然下垂,如圖甲所示;③將橡皮筋的另一端細繩固定在豎直木板上的B點,如圖乙所示。(1)為完成本實驗,下列還必須測量的物理量為。(填選項前字母)

A.小重物的質(zhì)量B.細繩的長度C.圖甲中OA段橡皮筋的長度D.圖乙中OA和OB段橡皮筋的長度(2)在完成本實驗的過程中,必須注意的事項是。(填選項前字母)

A.橡皮筋兩端連接的細繩長度必須相同B.圖乙中A、B兩點必須等高C.圖乙中連接小重物的細繩必須在OA、OB夾角的角平分線上D.記錄圖甲中O點的位置和OA的方向E.記錄圖乙中O點的位置和OA、OB的方向(3)若釘子位置固定,利用現(xiàn)有器材改變實驗效果,可采用的方法是。答案(1)CD(2)E(3)更換小重物解析(1)橡皮筋的伸長遵循胡克定律,要測量拉力,可以通過測量橡皮筋的長度和原長,得到橡皮筋的伸長量,根據(jù)拉力大小與伸長量成正比作力的圖示,故選C、D。(2)橡皮筋連接的細繩要稍微長些,但并非要求等長,選項A錯誤;題圖乙中A、B兩點不用必須等高,選項B錯誤;題圖乙中連接小重物的細繩可以在OA、OB夾角的角平分線上,也可以不在,選項C錯誤;題圖甲中O點的位置和OA的方向不需要記錄,選項D錯誤;需要記錄題圖乙中O點的位置和OA、OB的方向,選項E正確。(3)在釘子位置不變的情況下,要改變實驗效果,只有改變小重物的質(zhì)量。故可采用的方法是更換小重物。2.小白用如圖所示的裝置驗證力的平行四邊形定則,其部分實驗操作如下。(1)請完成下列相關(guān)內(nèi)容:a.在木板上記下懸掛兩個鉤碼時彈簧末端的位置O,如圖甲所示。b.卸下鉤碼,然后將兩繩套系在彈簧下端,用兩彈簧測力計將彈簧末端拉到同一位置O,記錄細繩套a、b的方向及兩彈簧測力計相應(yīng)的讀數(shù)。圖乙中B彈簧測力計的讀數(shù)為N。

c.小白在坐標(biāo)紙上畫出兩彈簧測力計拉力FA、FB的大小和方向如圖丙所示,請你用作圖工具在丙圖中坐標(biāo)紙上作出FA、FB的合力F'。d.已知鉤碼的重力,可得彈簧所受的拉力F如圖丙所示。e.最后觀察比較F和F',得出結(jié)論。(2)本實驗采用的科學(xué)方法是。

A.理想實驗法B.控制變量法C.等效替代法D.建立物理模型法答案(1)11.40圖見解析(2)C解析(1)b.題圖中B彈簧測力計的讀數(shù)為11.40N;c.圖線如圖所示。3.完成以下驗證力的平行四邊形定則實驗的幾個主要步驟:(1)如圖甲所示,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(jié)點O的位置,兩彈簧測力計的讀數(shù)F1、F2以及兩細繩套的方向。(2)如圖乙所示,用一只彈簧測力計鉤住細繩套把橡皮條的結(jié)點拉到,記下細繩套的方向(如圖丙中的c),讀得彈簧測力計的示數(shù)F=。

(3)如圖丙所示,按選定的標(biāo)度作出了F1、F2的圖示,請在圖丙中:①按同樣的標(biāo)度作出力F的圖示;②按力的平行四邊形定則作出F1、F2的合力F'。(4)若F'與F,則平行四邊形定則得到驗證。

答案(2)同一位置O4.0N(3)圖見解析(4)在誤差允許范圍內(nèi)大小相等、方向相同解析(2)如題圖乙,用一只彈簧測力計鉤住細繩套,把橡皮條的結(jié)點拉到同一位置O,記下細繩套的方向,由圖示彈簧測力計可讀得彈簧測力計的示數(shù)F=4.0N。(3)①作出力F的圖示如圖所示。②根據(jù)力的平行四邊形定則,作出F1、F2的合力F',如圖所示。4.小明通過實驗探究求合力的方法。(1)實驗所用的一只彈簧測力計如圖甲所示,在用它測力前應(yīng)對它進行的操作是。

(2)在測出F1、F2和對應(yīng)的合力F后,他在紙上畫出了F1、F2的圖示,如圖乙所示。請你幫助他在圖中畫出合力F的圖示。(測得F=4.9N,圖中a、b為記錄F方向的兩點)(3)小明用虛線把F的箭頭末端分別與F1、F2的箭頭末端連接起來;觀察圖形后,他覺得所畫的圖形很像平行四邊形。至此,為正確得出求合力的一般方法,你認(rèn)為小明接下來應(yīng)該做些什么?(寫出兩點即可)①________________________________________________________________;

②________________________________________________________________。

答案(1)調(diào)零(2)圖見解析(3)①驗證該圖形基本就是平行四邊形②得出求合力的一般方法③改變F1、F2的大小和方向,重復(fù)上述實驗,驗證猜想④與同學(xué)交流,得出合理結(jié)論(任選其二)解析(1)該實驗所用彈簧測力計開始時指針不在零位置,故在用它測力前應(yīng)對它進行的操作是調(diào)零。(2)根據(jù)力的三要素作出合力F的圖示。5.某同學(xué)通過下述實驗探究求合力的方法。實驗步驟:①將彈簧測力計固定在貼有白紙的豎直木板上,使其軸線沿豎直方向。②如圖甲所示,將環(huán)形橡皮筋一端掛在彈簧測力計的掛鉤上,另一端用圓珠筆尖豎直向下拉,直到彈簧測力計示數(shù)為某一設(shè)定值時,將橡皮筋兩端的位置標(biāo)記為O1、O2,記錄彈簧測力計的示數(shù)F,測量并記錄O1、O2間的距離(即橡皮筋的長度l)。每次將彈簧測力計示數(shù)改變0.50N,測出所對應(yīng)的l,部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示:甲F/N00.501.001.502.002.50l/cml010.9712.0213.0013.9815.05③找出②中F=2.50N時橡皮筋兩端的位置,重新標(biāo)記為O、O',橡皮筋的拉力記為FOO'。④在掛鉤上涂抹少許潤滑油,將橡皮筋搭在掛鉤上,如圖乙所示。用兩圓珠筆尖成適當(dāng)角度同時拉橡皮筋的兩端,使掛鉤的下端達到O點,將兩筆尖的位置標(biāo)記為A、B,橡皮筋OA段的拉力記為FOA,OB段的拉力記為FOB。完成下列作圖和填空:乙(1)利用表中數(shù)據(jù)在給出的坐標(biāo)紙上畫出F-l圖線,根據(jù)圖線求得l0=cm。

丙(2)測得OA=6.00cm,OB=7.60cm,則FOA的大小為N。

(3)根據(jù)給出的標(biāo)度,作出FOA和FOB的合力F'的圖示。丁(4)通過比較F'與的大小和方向,即可得出實驗結(jié)論。

答案(1)圖見解析10.00(9.80、9.90、10.10均正確)(2)1.80(1.70~1.90均正確)(3)如圖所示(4)FOO'解析(1)利用表中數(shù)據(jù)描點連線,作出F-l圖線如圖所示。F-l圖線的橫軸截距表示F=0時橡皮筋l的值,因此F-l圖線的橫軸截距即表示橡皮筋原長,l0=10.00cm。(2)橡皮筋總長度l=6.00cm+7.