實(shí)驗(yàn)探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律

實(shí)驗(yàn):探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律課后篇鞏固提升合格考達(dá)標(biāo)練1.(2021廣東肇慶高一期末)實(shí)驗(yàn)小組采用圖甲裝置驗(yàn)證力的平行四邊形定則。(1)如圖乙所示,分別將彈簧測力計連接在兩根細(xì)繩的末端,沿任意兩條射線方向拉細(xì)繩,使匯力圓環(huán)與平板上的定位圓重合,記錄兩個拉力的。

(2)直接用一個彈簧測力計去拉細(xì)繩,使,記錄這個拉力的。

(3)用作圖法作出三個力,觀察三個力構(gòu)成的幾何圖形,看是否符合平行四邊形定則。若用彈性繩替換細(xì)繩,(選填“影響”或“不影響”)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

解析(1)畫出力的圖示,要記錄力的大小、方向和作用點(diǎn)。而圖中已經(jīng)記錄了作用點(diǎn)也就是定位圓,因此只要再記錄力的大小和方向即可。(2)由于合力和分力的效果相同,因此仍使匯力圓環(huán)與平板上的定位圓重合。同樣要記錄拉力的大小和方向。(3)由于細(xì)繩只是記錄拉力的方向,因此將細(xì)繩換成彈性繩,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響。答案(1)大小和方向(2)使匯力圓環(huán)與平板上的定位圓重合大小和方向(3)不影響2.在驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上,將橡皮條的一端固定在板上一點(diǎn),兩個細(xì)繩套系在橡皮條的另一端。用兩個彈簧測力計分別拉住兩個細(xì)繩套,互成角度地施加拉力,使橡皮條伸長,結(jié)點(diǎn)到達(dá)紙面上某一位置,如圖所示。請將以下的實(shí)驗(yàn)操作和處理補(bǔ)充完整:(1)用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)位置,記為O;(2)記錄兩個彈簧測力計的示數(shù)F1和F2,沿每條細(xì)繩(套)的方向用鉛筆分別描出兩個點(diǎn),用刻度尺把相應(yīng)的點(diǎn)連成線;(3)只用一個彈簧測力計,通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)仍拉到位置O,記錄測力計的示數(shù)F3,;

(4)按照力的圖示要求,作出拉力F1、F2、F3;(5)根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F;(6)比較的一致程度,若有較大差異,對其原因進(jìn)行分析,并作出相應(yīng)的改進(jìn)后再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

解析(3)用鉛筆描出繩上的兩個點(diǎn),用刻度尺把相應(yīng)點(diǎn)連成直線(畫拉力的方向),目的是畫出同兩分力產(chǎn)生相同效果的這個力的方向。(6)F與F3作比較,即比較用平行四邊形作出的合力和產(chǎn)生相同效果的實(shí)際的力是否相同,即可驗(yàn)證力的平行四邊形定則的正確性。答案沿此時細(xì)繩(套)的方向用鉛筆描出兩個點(diǎn),用刻度尺把這兩點(diǎn)連成直線F與F3等級考提升練3.(2021廣西百色高一期末)某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置驗(yàn)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,將三根輕繩打一個結(jié)點(diǎn)O,然后讓其中的兩根分別跨過A、B兩個滑輪,在三根輕繩的另一端分別掛上不同數(shù)量的鉤碼(每個鉤碼的質(zhì)量相等),當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時,根據(jù)鉤碼個數(shù)讀出三根繩子的拉力F1、F2和F3的大小,請回答下列問題:(1)除了讀出繩子拉力的大小外,還要必須完成的操作是;

A.用天平測出鉤碼的質(zhì)量B.用量角器量出三段繩子之間的夾角C.量出OA、OB、OC三段繩子的長度D.標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O的位置,并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向(2)作圖時,你認(rèn)為圖中(選填“乙”或“丙”)符合實(shí)驗(yàn)事實(shí);

(3)改變鉤碼個數(shù),下列組合能完成實(shí)驗(yàn)的是。

A.鉤碼的個數(shù)N1=N2=1,N3=3B.鉤碼的個數(shù)N1=2,N2=4,N3=3C.鉤碼的個數(shù)N1=N2=N3=4D.鉤碼的個數(shù)N1=6,N2=3,N3=1解析(1)為驗(yàn)證平行四邊形定則,必須作受力圖,所以先明確受力點(diǎn),即標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O的位置,其次要做出力的方向并讀出力的大小,最后做出力的圖示,因此要做好記錄,是從力的三要素角度出發(fā),標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O的位置,并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向。故選D。(2)以O(shè)點(diǎn)為研究對象,F3是實(shí)際作用效果在OC這條線上,由于誤差的存在,F1、F2的合力理論值要與實(shí)際值有一定偏差,故乙圖符合實(shí)際,丙圖不符合實(shí)際。(3)OA、OB、OC分別表示三個力的大小,由三個力共點(diǎn)力處于平衡,鉤碼的個數(shù)N1=N2=1,N3=3,不可以構(gòu)成力的三角形,則結(jié)點(diǎn)不能處于平衡,A錯誤;鉤碼的個數(shù)N1=2,N2=4,N3=3,可以構(gòu)成力的三角形,則結(jié)點(diǎn)能處于平衡,B正確;鉤碼的個數(shù)N1=N2=N3=4,可以構(gòu)成力的三角形,則結(jié)點(diǎn)能處于平衡,C正確;鉤碼的個數(shù)N1=6,N2=3,N3=1,不可以構(gòu)成力的三角形,則結(jié)點(diǎn)不能處于平衡,D錯誤。答案(1)D(2)乙(3)BC4.某研究小組做驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn),所用器材有:方木板一塊,白紙,量程為5N的彈簧測力計兩個,橡皮條(帶兩個較長的細(xì)繩套),刻度尺,圖釘(若干個)。(1)具體操作前,同學(xué)們提出了如下關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作的建議,其中正確的有。

A.橡皮條應(yīng)和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上B.重復(fù)實(shí)驗(yàn)再次進(jìn)行驗(yàn)證時,結(jié)點(diǎn)O的位置可以與前一次不同C.使用測力計時,施力方向應(yīng)沿測力計軸線;讀數(shù)時視線應(yīng)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(xué)用同一套器材做了四次實(shí)驗(yàn),白紙上留下的標(biāo)注信息有結(jié)點(diǎn)位置O、力的標(biāo)度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點(diǎn),如下圖所示。其中對于提高實(shí)驗(yàn)精度最有利的是。

解析(1)做驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)時,橡皮條和兩繩套夾角的角平分線沒有必要在一條直線上,選項(xiàng)A錯誤;在同一次實(shí)驗(yàn)中要保持橡皮條結(jié)點(diǎn)O在同一位置,但為了尋找普遍規(guī)律重復(fù)實(shí)驗(yàn)(或不同實(shí)驗(yàn)小組實(shí)驗(yàn))時,結(jié)點(diǎn)O的位置可以不同,選項(xiàng)B正確;由彈簧測力計的使用規(guī)則可知選項(xiàng)C正確;合力與分力的大小關(guān)系不確定,實(shí)驗(yàn)中沒有必要使兩個測力計拉橡皮條時拉力小于只用一個測力計時的拉力,選項(xiàng)D錯誤。(2)