高一物理人教版必修一課時檢測3-4-2實驗探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律

課時素養(yǎng)檢測十七實驗:探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律(25分鐘50分)1.(6分)(多選)“探究求合力的方法”的實驗情況如圖所示,其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點,OB和OC為細(xì)繩。關(guān)于此實驗下列說法正確的是 ()A.兩個分力F1、F2的方向一定要垂直B.兩個分力F1、F2間夾角要盡量大些C.兩次拉橡皮筋時,需將橡皮筋結(jié)點拉至同一位置D.拉橡皮筋時,彈簧測力計、橡皮筋、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行【解析】選C、D。實驗要方便、準(zhǔn)確,兩分力適當(dāng)大點,讀數(shù)時相對誤差小,夾角不宜太大,也不宜太小,兩個分力F1、F2的方向不一定要垂直,因此夾角不是盡量大,故A、B錯誤;兩次拉橡皮筋時,保證效果相同,需將橡皮筋結(jié)點拉至同一位置,故C正確;拉橡皮筋時,彈簧測力計、橡皮筋、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行,可以使讀數(shù)準(zhǔn)確,減小誤差,故D正確。故選C、D?！狙a償訓(xùn)練】在“互成角度的兩個力的合成”實驗中,用兩個彈簧測力計分別鉤住細(xì)繩套,互成角度地拉橡皮條,使它伸長到某一位置O點,已讀出彈簧測力計的示數(shù),這一步操作中還必須記錄的是 ()A.橡皮條固定端的位置B.細(xì)繩套的長度C.橡皮條伸長后的總長度D.記下O點位置和兩條細(xì)繩套的方向【解析】選D。該實驗的實驗?zāi)康氖球炞C力的平行四邊形定則,要根據(jù)兩個彈簧測力計拉橡皮條時兩個拉力的大小和方向作出平行四邊形求出其合力大小,然后與一個彈簧測力計拉橡皮條時的拉力大小進(jìn)行比較,最后得出結(jié)論,故需要記錄的是O點位置,兩彈力的大小和方向,故A、B、C錯誤,D正確。2.(18分)圖甲為“探究求合力的方法”的實驗裝置。(1)在該實驗中,合力與分力的概念是一種________的科學(xué)思想方法。(選填“控制變量”“等效替代”“建立物理模型”或“理想實驗”)

(2)下列說法中正確的是________。

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(jié)點O的位置不能變化B.彈簧測力計拉細(xì)線時,拉力方向必須豎直向下C.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(yīng)為90°(3)彈簧測力計的指針如圖所示,由圖乙可知拉力的大小為________N。

【解析】(1)在該實驗中,合力與分力的概念是一種等效替代的科學(xué)思想方法。(2)在同一組數(shù)據(jù)中,只有當(dāng)橡皮條節(jié)點O的位置不發(fā)生變化時,兩個力的作用效果和一個力的作用效果才相同,才可以驗證平行四邊形定則,故A正確;彈簧測力計拉細(xì)線時,方向不一定向下,只要把O點拉到同一位置即可,故B錯誤;根據(jù)彈簧測力計的使用原則可知,在測力時不能超過彈簧測力計的量程,故C正確;F1、F2方向間夾角為90°并不能減小誤差,拉力的夾角適當(dāng)大一些,故D錯誤。故選A、C。(3)由圖乙彈簧測力計的指針指示可知,拉力的大小為4.00N。答案:(1)等效替代(2)A、C(3)4.003.(26分)某同學(xué)通過下述實驗驗證力的平行四邊形定則。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)如表所示: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(dá)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:(1)利用表中數(shù)據(jù)在給出的坐標(biāo)紙上畫出Fl圖線,根據(jù)圖線求得l0=________cm。

(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。(4)通過比較F′與________的大小和方向,即可得出實驗結(jié)論。

【解析】(1)Fl圖線的橫軸截距表示F=0時橡皮筋長度l0的值,因此Fl圖線的橫軸截距即表示橡皮筋原長l=10.00cm。(2)橡皮筋總長度l=6.00cm+7.60cm=13.60cm,在Fl圖線上找到與13.60cm對應(yīng)的彈力F=1.80N。(3)根據(jù)平行四邊形定則,作出平行四邊形并求出對角線表示的力F′。(4)因為F′是根據(jù)平行四邊形定則求出的,FOO′是實際測量出的,如果在