（講練測）高考物理一輪復(fù)習 專題09 驗證力的平行四邊形定則（練）（ 含解析）-人教版高三全冊物理試題

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1、專題09 驗證力的平行四邊形定則（練） 1．在“探究求合力的方法”實驗中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上兩根細繩，細繩的另一端都有繩套，實驗中需用兩個彈簧測力計分別勾住繩套，并互成角度地拉橡皮條，某同學認為在此過程中必須注意以下幾項，其中正確的是（） A．拉橡皮條的細繩要適當長些B．兩根繩必須等長] C．彈簧秤、細繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行D．用兩彈簧秤同時拉細繩時兩彈簧秤示數(shù)之差應(yīng)盡可能大 【答案】AC 【名師點睛】本實驗采用是等效替代的思維方法．實驗中要保證一個合力與兩個分力效果相同，結(jié)點O的位置必須相同．要驗證力的平行四邊形定則，關(guān)鍵是作準力圖，然而要想作

2、好力圖必須讀準力的大小與畫準力的方向. 2．某同學用如圖所示的實驗裝置來探究“力的合成方法”，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）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N． （2）下列不必要的實驗要求是．（請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母） A．應(yīng)測量重物M所受的重力 B．彈簧測力計應(yīng)在使用前校零 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 【答案】

3、（1）3.60（3.6也給分）；（2）D 【解析】 試題分析：（1）由圖示可知，彈簧測力計分度值為0.2N，其示數(shù)為3.60N。 【名師點睛】本題考查的是力的合成法則，A、B兩個彈簧秤的拉力的合力與重物的重力是平衡力，只要把A、B兩個彈簧秤的拉力用平行四邊形定則進行合成，其合力與物體的重力大小相等，方向相反即可得到力的計算遵從“力的平行四邊形定則”的結(jié)論。 3．如圖所示是“探究求合力的方法”實驗裝置．下列說法中正確的是(　　) A．彈簧測力計拉細線時，拉力方向必須豎直向下 B．為減小測量誤差，F(xiàn)1、F2的大小必須相等 C．為減小測量誤差，F(xiàn)1、F2的夾角應(yīng)為90° D．在測量

4、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 【答案】D 【名師點睛】此題考查了驗證力的平行四邊形定則的實驗；解題時要首先搞清實驗的原理、實驗過程及注意事項；特別注意的是，為了保證實驗的等效性，每次應(yīng)將橡皮條的結(jié)點拉到同一位置；此題是基礎(chǔ)題實驗，應(yīng)熟練掌握. 4．某同學做“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，主要步驟是： A．在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上。 B．用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端拴上兩條細繩，細繩的另一端系著繩套。 C．用兩個彈簧秤分別勾住繩套，互成角度的拉橡皮條，使橡皮條拉長，結(jié)點到

5、達某一位置O，記錄下O點的位置，讀出兩個彈簧秤的示數(shù)。 D．按選好的標度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧秤的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F； E．只用一只彈簧秤，通過細繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧秤的示數(shù)，記下細繩的方向，按同一標度作出這個力Fˊ的圖示。 F．比較力Fˊ和F的大小和方向，看他們是否相同，得出結(jié)論。 上述步驟中：①有重要遺漏的步驟的序號是_______和______ ②遺漏的內(nèi)容分別是：_________________________和__________________________ 【答案】①C；E②C中未記下兩條細繩的方向；E中未說明是否把

6、橡皮條的結(jié)點拉到了O位置 【解析】因為該實驗是利用了兩個分力的作用效果和一個合力的作用效果相同的思想，即等效替代思想，所以一定要滿足兩種情況下把橡皮條的結(jié)點拉到同一位置，力屬于矢量，所以不僅要記錄大小還要記錄方向， 【名師點睛】明確實驗原理，了解具體操作，要圍繞“驗證力的平行四邊形定則”的實驗原理對實驗步驟和實驗中需要注意的問題進行理解記憶 5．“研究共點力的合成”的實驗情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細繩的結(jié)點位置，OB和OC為細繩，圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖示。 （1）圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是_______　　。 （2）

7、關(guān)于此實驗,下列情況正確的是（　?。? A．兩彈簧秤的拉力一定比橡皮筋的拉力大 B．橡皮筋的拉力是合力，兩個彈簧秤的拉力是分力 C．如果將兩個繩套換成兩根橡皮筋，那么實驗結(jié)果將不同 D．兩次拉橡皮筋結(jié)點拉到同一位置O的目的是確保兩次彈簧秤拉力的效果相同 （3）（單選題）本實驗采用的科學方法是（） A．理想實驗法 B．等效替代法 C．控制變量法 D．建立物理模型法 【答案】（1）F′ ；（2）D ；（3）B 【名師點睛】此題考查了探究平行四邊形法則的實驗；關(guān)鍵是搞清實驗的原理及基本步驟；注意實驗的等效性，每次必須要把結(jié)點拉到同一點，以保證實驗的等效性；此題是基礎(chǔ)題，意在考查

8、學生對基本實驗的掌握程度. ] 1．某同學用如圖裝置來驗證“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。下列有必要的實驗要求是_______。(請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母) (A)應(yīng)測量重物M所受的重力 (B)應(yīng)讓OB繩保持水平方向 (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 （E）彈簧測力計應(yīng)在使用前校零 【答案】ACE 【名師點睛】本題

9、考查了彈簧測力計讀數(shù)、減小實驗誤差的方法，對彈簧測力計讀數(shù)時要先確定其分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時視線要與刻度線垂直. 2．如圖所示，用A、B兩彈簧秤拉橡皮條，使其伸長到O點，且，現(xiàn)保持A的讀數(shù)不變，而使夾角減小，適當調(diào)整彈簧秤B的拉力大小和方向，并使O點保持不變，這時：（選填“變大”、“不變”、“變小”） （1）彈簧B的示數(shù)應(yīng)是； （2）夾角的變化應(yīng)是。 【答案】變小、變小 【解析】該題本質(zhì)上考查了物體的動態(tài)平衡，由題意可知：保持O點位置不動，即合力大小方向不變，彈簧測力計A的讀數(shù)不變，因此根據(jù)要求作出力的平行四邊形定則，畫出受力分析圖如下： 所以由圖可知，B的示數(shù)減小，夾

10、角變小。 【名師點睛】正確解答本題的關(guān)鍵是：熟練應(yīng)用“圖解法”解答動態(tài)平衡問題；本題實質(zhì)為物體的動態(tài)平衡；本題結(jié)合實驗考查了物體的動態(tài)平衡，要熟練應(yīng)用各種方法處理動態(tài)平衡問題，注意平時練習中加強訓(xùn)練。 3．在“驗證力的平行加邊形定則”實驗中： （1）部分實驗步驟如下，請完成有關(guān)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：、鉤碼個數(shù)及細線方向。 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

11、乙表示，小心調(diào)整B、C的位置，使，并記錄鉤碼個數(shù)及細線方向。 （2）如果“力的平行四邊形定則”得到驗證，那么圖乙中。 【答案】（1）結(jié)點O的位置 , 使橡皮筋的下端伸長到O點；（2）3/4 【名師點睛】“驗證力的平行四邊形定則”的實驗原理是：記錄兩個分力以及合力的大小和方向后，選用相同的標度將這三個力畫出來，畫出來的合力是實際值，然后根據(jù)平行四邊形畫出合力的理論值，通過比較實際值和理論值的關(guān)系來進行驗證，明確了實驗原理即可知知道實驗中需要記錄的物理量和具體的操作． 4．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

12、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瞇的位置和拉線的方向。 （1） 本實驗用的彈簧沒力計示數(shù)的單位為N，圖中A的示數(shù)為 N； （2） 下列不必要的實驗要求是。 A. 應(yīng)測量重物M所受的重力 B. 彈簧測力計應(yīng)在使用前校零 C. 拉線方向應(yīng)與木棉絮平面平行、 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 （3） 某次實驗中，該同學發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程，請您提出兩個解決辦法：， 。 【答案】（1）3.6?。?）D　（3）見解析 【解析】（1）彈簧測力計的最小刻

13、度為0.2N，所以A的讀數(shù)為3.6N； 彈簧測力計A的指針稍稍超出量程，說明拉彈簧測力計的A的力大了，由平行四邊形定則知以下幾種方法可知：減小彈簧測力計B的拉力；減小重物M的質(zhì)量。 【名師點睛】此題考查了驗證力的平行四邊形定則的實驗；解題的關(guān)鍵是搞清實驗的原理及注意事項等問題；此題是在課本實驗的基礎(chǔ)上改造而成的實驗，難度中等，考查學生根據(jù)實驗的原理靈活完成實驗的能力. 5．在“探究求合力的方法”實驗中現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細繩套和一把彈簧秤 （1）為完成實驗，某同學另找來一根彈簧，先測量其勁度系數(shù)，得到的實驗數(shù)據(jù)如下表 根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖甲中作出F-x圖像并求得改彈簧的

14、勁度系數(shù)k=_________N/m （2）某次實驗中，彈簧秤的指針位置如上圖乙所示，其讀數(shù)為_____N；同時利用（1）中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為2.50N。請在答題卡虛線框中畫出這兩個共點力的合力的圖示； （3）由圖得到=________N。 【答案】（1）（2）2.10N、如圖所示（3） 【解析】（1）以水平方向為x軸，豎直方向為F軸，建立直角坐標系，然后描點，選盡可能多的點連成一條直線，其圖像的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)k，在直線上任取一點，如，則 （2）從圖中可以讀出彈簧秤的讀數(shù)為2.10N，故我們可以選取1cm表示1N，根據(jù)平行四邊形定則作出合力的示意圖，如圖所示

15、 （3）根據(jù)比例關(guān)系可得 【名師點睛】在“探究彈簧彈力與彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中進行數(shù)據(jù)處理時，注意將物理問題與數(shù)學知識有機結(jié)合起來，會用作圖法求合力 1．【2016·浙江卷】（10分）某同學在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中，測得圖中彈簧OC的勁度系數(shù)為500 N/m。如圖1 所示，用彈簧OC和彈簧秤a、b做“探究求合力的方法”實驗。在保持彈簧伸長1.00 cm不變的條件下， （1）若彈簧秤a、b間夾角為90°，彈簧秤a的讀數(shù)是N（圖2中所示），則彈簧秤b的讀數(shù)可能為N。 （2）若彈簧秤a、b間夾角大于90°，保持彈簧秤a與彈簧OC的夾角不變，減小彈簧秤

16、b 與彈簧OC的夾角，則彈簧秤a的讀數(shù)、彈簧秤b的讀數(shù)（填“變大”、“變小”或“不變”）。 【答案】（1）3.00~3.02 3.09~4.1（有效數(shù)不作要求）（2）變大變大 （2）若彈簧秤a、b間的夾角大于90°，保持彈簧秤a與彈簧OC的夾角不變，減小彈簧秤b 與彈簧OC的夾角，根據(jù)力的平行四邊形法則可知，彈簧秤a的讀數(shù)變大，彈簧秤b的讀數(shù)變大。 【名師點睛】此題考查力的平行四邊形法則問題。解題的關(guān)鍵是弄清實驗的原理，熟練掌握力的平行四邊形定則；第二問是力的動態(tài)分析，要會用“圖解法”畫圖分析解答試題。 2．【2015·山東·21】某同學通過下述實驗驗證力的平行四邊形定則。實

17、驗步驟： ①將彈簧秤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秤的秤鉤上，另一端用圓珠筆尖豎直向下拉，直到彈簧秤示數(shù)為某一設(shè)定值時，將橡皮筋兩端的位置記為O1、O2，記錄彈簧秤的示數(shù)F，測量并記錄O1、O2間的距離（即橡皮筋的長度l）。每次將彈簧秤示數(shù)改變0.50N，測出所對應(yīng)的l，部分數(shù)據(jù)如下表所示： F（N） 0 0.50 1.00 1.05 2.00 2.50 l（cm） l0 10.97 12.02 13.00 13.98 15.05 ③找出②中F=2.50N時橡皮筋兩端的位置，重新記為、，橡皮筋的拉力記為

18、。 ④在秤鉤上涂抹少許潤滑油，將橡皮筋搭在秤鉤上，如圖乙所示。用兩圓珠筆尖成適當角度同時拉橡皮筋的兩端，使秤鉤的下端達到O點，將兩筆尖的位置標記為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)在給出的坐標紙上（見答題卡）畫出F—l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)給出的標度，在答題卡上作出FOA和FOB的合力的圖示。 （4）通過比較與________的大小和方向，即可得出實驗結(jié)論。 【答案】（1）10.00；（2）

19、1.80；（3）如圖；（4）FOO’ 【解析】（1）做出F-l圖像，求得直線的截距即為l0，可得l0=10.00cm ； 【方法技巧】解答此題關(guān)鍵是知道等效法的實驗原理，聯(lián)系胡克定律進行解答. 3．【2015·安徽·21I】在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，某同學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木板上一點，兩個細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繩套，互成角度地施加拉力，使得橡皮條伸長，結(jié)點到達紙面上某一位置，如圖所示，請將以下的實驗操作和處理補充完整： ①用鉛筆描下結(jié)點位置，記為O； ②記錄兩個彈簧測力計的示數(shù)F1和F2，沿每條

20、細繩的方向用鉛筆分別描出幾個點，用刻度尺把相應(yīng)的點連成線； ③只用一個彈簧測力計，通過細繩套把橡皮條的結(jié)點仍拉到位置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、F2的合力F； ⑥比較________________的一致程度，若有較大差異，對其原因進行分析，并作出相應(yīng)的改進后再進行試驗。 【答案】③沿此時細繩的方向用鉛筆描出幾個點，用刻度尺把這些點連成直線 ⑥F和F3 【解析】③需要記錄拉力的方向。⑥應(yīng)該比較用平行四邊形定則做出的合力F和實際值F3的大小和方向是否一樣。 【規(guī)律總結(jié)】考查

21、驗證力的平行四邊形定則，很簡單，只要注意方向，就不容易出錯。知道哪個是實際值，哪個是實驗值就行了. 4．【2014·江蘇·11】（10分）小明通過實驗驗證力的平行四邊形定則。 （1）實驗記錄紙如題11-1圖所示，O點為橡皮筋被拉伸后伸長到的位置，兩彈簧測力計共同作用時，拉力F1和F2的方向分別過P1和P2點；一個彈簧測力計拉橡皮筋時，拉力F3的方向過P3點。三個力的大小分別為：F1＝3.30 N、F2＝3.85 N和F3＝4.25 N。請根據(jù)圖中給出的標度作圖求出F1和F2的合力。 （2）仔細分析實驗，小明懷疑實驗中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化，影響實驗結(jié)果。他用彈簧測力計

22、先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長度，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同，于是進一步探究了拉伸過程對橡皮筋彈性的影響。 實驗裝置如題11-2 圖所示，將一張白紙固定在豎直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O點，下端N掛一重物。用與白紙平行的水平力緩慢地移動N，在白紙上記錄下N的軌跡。重復(fù)上述過程，再次記錄下N的軌跡。 兩次實驗記錄的軌跡如題11-3圖所示，過O點作一條直線與軌跡交于a、b兩點，則實驗中橡皮筋分別被拉伸到a和b時所受拉力Fa、Fb的大小關(guān)系為。 （3）根據(jù)（2）中的實驗，可以得出的實驗結(jié)果有哪些? （填寫選項前的字母） A．橡皮筋的長度與受到的拉力成正比 B．兩次受到的拉力相同時，橡皮筋第

23、2次的長度較長 C．兩次被拉伸到相同長度時，橡皮筋第2次受到的拉力較大 D．兩次受到的拉力相同時，拉力越大，橡皮筋兩次的長度之差越大 （4）根據(jù)小明的上述實驗探究，請對驗證力的平行四邊形定則實驗提出兩點注意事項。 【答案】（1）如圖所示 4.7N（4.6～4.9N均可）；（2）Fa＝Fb；（3）BD；（4）選用新橡皮筋；橡皮筋拉伸不宜過長 【方法技巧】平行四邊形法則的驗證注意每次拉伸需記錄的物理量。 5．【2014·重慶·6】為了研究人們用繩索跨山谷過程中繩索拉力的變化規(guī)律，同學們設(shè)計了如題6圖3所示的實驗裝置，他們將不可伸長輕繩的兩端通過測力計（不及質(zhì)量及長度）固定在

24、相距為D的兩立柱上，固定點分別為P和Q，P低于Q，繩長為（）。他們首先在繩上距離P點10cm處（標記為C）系上質(zhì)量為的重物（不滑動），由測力計讀出繩PC、QC的拉力大小和，隨后改變重物懸掛點的位置，每次將P到C點的距離增加10cm，并讀出測力計的示數(shù)，最后得到、與繩長之間的關(guān)系曲線如題6圖4所示，由實驗可知：] （1）曲線II中拉力最大時，C與P點的距離為______cm，該曲線為_______（選填：或）的曲線. （2）在重物從P移動到Q的整個過程中受到最大拉力的是______（選填：P或Q）點所在的立柱。 （3）在曲線I、II相交處，可讀出繩的拉力=N，它與、、和重力加速度的關(guān)系為=。 【答案】①60（56～64） ② ③ 4.30（4.25～4.35） 【解析】①由曲線II的最高點拉力最大，對應(yīng)的橫坐標，設(shè)PC和QC與水平的夾角為和，對C點的平衡可知，開始C點靠近P點，因，則，即，結(jié)合兩曲線左側(cè)部分，II曲線靠上則為的曲線。 【方法技巧】沒有直接的模型可以套用，屬于新題型，體現(xiàn)了重慶高考對實驗題的側(cè)重和對學生能力的考查。