相互作用專題15

專題15實驗：探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律授課提示：對應(yīng)學生用書22頁1．某同學在做“驗證力的平行四邊形定則”實驗時，將橡皮筋改為勁度系數(shù)為400N/m的輕質(zhì)彈簧AA′，將彈簧的一端A′固定在豎直墻面上．不可伸長的細線OA、OB、OC，分別固定在彈簧的A端和彈簧秤甲、乙的掛鉤上，其中O為OA、OB、OC三段細線的結(jié)點，如圖1所示．在實驗過程中，保持彈簧AA′伸長1.00cm不變(1)若OA、OC間夾角為90°，彈簧秤乙的讀數(shù)是______N(如圖2所示).(2)在(1)問中若保持OA與OB的夾角不變，逐漸增大OA與OC的夾角，則彈簧秤甲的讀數(shù)大小將______，彈簧秤乙的讀數(shù)大小將________．答案：(1)3.00(2)一直減小先減小后增大解析：(1)彈簧秤的最小分度為0.1N，題圖2讀數(shù)為3.00N.(2)F甲、F乙的合力與輕質(zhì)彈簧AA′的彈力等大反向，OA與OB夾角不變，OA與OC夾角變大如圖所示，F(xiàn)乙與F甲垂直時最小，F(xiàn)乙先減小后增大，F(xiàn)甲一直減?。?．[2024·廣東省深圳市期中考試]某同學用如圖所示的實驗裝置來“驗證力的平行四邊形定則”．彈簧測力計A掛于固定點P，下端用細線掛一重物M.彈簧測力計B的一端用細線系于O點，手持另一端向左拉，使結(jié)點O靜止在某位置．分別讀出彈簧測力計A和B的示數(shù)，并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向．(1)該實驗運用的思想方法是________．A．等效替代法B．控制變量法C．理想模型法(2)本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為N，圖中A的示數(shù)為________．(3)下列的實驗要求必要或者正確的是________(填選項前的字母).A．應(yīng)用測力計測量重物M所受的重力B．應(yīng)在水平桌面上進行實驗C．拉線方向應(yīng)與木板平面平行D．改變拉力，進行多次實驗，每次都要使O點靜止在同一位置(4)在作圖時，你認為圖中________是正確的．(填“甲”或“乙”)答案：(1)A(2)3.80(3)AC(4)甲解析：(1)“驗證力的平行四邊形定則”實驗過程中利用了等效替代的思想，A正確．(2)圖中彈簧測力計的分度值為0.1N，需要估讀到分度值下一位，則圖中A的示數(shù)為FA＝3.80N.(3)以O(shè)點為對象，需要知道O點受到的三根細線的拉力大小和方向，其中細線OM拉力大小等于重物M的重力，故需要用測力計測量重物M所受的重力，A正確；應(yīng)在豎直面內(nèi)進行實驗，B錯誤；拉線方向應(yīng)與木板平面平行，以減小誤差，C正確；改變拉力，進行多次實驗，因為每次都是獨立的實驗，故每次實驗不需要使O點靜止在同一位置，D錯誤．(4)重力的方向一定豎直向下，由于誤差原因，利用平行四邊形定則得出的兩個力的合力不一定在豎直方向，故圖甲是正確的．3．[2024·遼寧省部分高中月考]學校實驗室有許多規(guī)格相同的彈簧測力計，將彈簧測力計與刻度尺放在一起，如圖甲所示．(1)由圖甲可知，該彈簧的勁度系數(shù)k＝________N/m.(2)小林同學想測量某詞典受到的重力，發(fā)現(xiàn)量程不夠，他用3個彈簧測力計同時豎直向上將該詞典拉起，穩(wěn)定后其示數(shù)分別為4.4N、4.5N、4.6N，則該詞典受到的重力大小G1＝________N．(3)小賈同學將彈簧測力計中的彈簧取出，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部彈簧(質(zhì)量不計)的自然長度均為9.00cm，小賈制作一個半徑為12.00cm的圓盤，將3個彈簧的一端均勻固定在圓環(huán)上，另外一端固定打結(jié)，結(jié)點恰好在圓心O處，如圖乙所示．將圓盤水平放置，在結(jié)點O處懸掛一文具盒，平衡時測得結(jié)點下降了5.00cm，則每根彈簧的彈力大小F＝________N，文具盒受到的重力大小G2＝________N．(結(jié)果均保留一位小數(shù))答案：(1)62.5(2)13.5(3)2.52.9解析：(1)根據(jù)題圖甲可知彈簧的彈力為5N時，彈簧的伸長量為8.00cm，所以彈簧的勁度系數(shù)k＝eq\f(5,0.08)N/m＝62.5N/m.(2)該詞典受到的重力大小等于3個彈簧測力計的示數(shù)之和，即G1＝4.4N＋4.5N＋4.6N＝13.5N.(3)如圖所示由幾何關(guān)系可知平衡時每根彈簧的長度均為eq\r(12.002＋5.002)cm＝13.00cm，每根彈簧的伸長量均為