物理第二章 相互作用 實(shí)驗(yàn)3 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 新人教版

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1、實(shí)驗(yàn)3驗(yàn)證力的平行四邊形定則-2-一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證力的平行四邊形定則。二、實(shí)驗(yàn)原理互成角度的兩個(gè)力F1、F2與另外一個(gè)力F產(chǎn)生相同的效果,看F1、F2用平行四邊形定則求出的合力F與F在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)是否相同。三、實(shí)驗(yàn)器材木板、白紙、彈簧測(cè)力計(jì)(兩只)、橡皮條、細(xì)繩套(兩個(gè))、三角板、刻度尺、圖釘(幾個(gè))。-3-四、實(shí)驗(yàn)步驟1.用圖釘把白紙釘在水平桌面上的木板上。2.用圖釘把橡皮條的一端固定在木板上的A點(diǎn),橡皮條的另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套。3.用兩只彈簧測(cè)力計(jì)a、b分別鉤住細(xì)繩套,互成角度地拉橡皮條,使橡皮條與繩的結(jié)點(diǎn)伸長(zhǎng)到某一位置O,如圖所示。記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù),用鉛筆描下O點(diǎn)的位置及此時(shí)

2、兩細(xì)繩的方向。4.只用一只彈簧測(cè)力計(jì)c通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置O,記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩套的方向。5.改變兩彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小和方向,再重做實(shí)驗(yàn)兩次。-4-五、數(shù)據(jù)處理1.用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)O沿兩條細(xì)繩方向畫直線,按選定的標(biāo)度作出a、b這兩只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F1和F2的圖示,并以F1和F2為鄰邊作平行四邊形,過(guò)O點(diǎn)畫平行四邊形的對(duì)角線,此對(duì)角線即為合力F的圖示。2.用刻度尺從O點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出實(shí)驗(yàn)步驟4中彈簧測(cè)力計(jì)c的拉力F的圖示。3.比較F與F是否完全重合或幾乎重合,從而驗(yàn)證平行四邊形定則。-5-六、誤差分析1.系統(tǒng)誤差:彈簧測(cè)力計(jì)本身不夠準(zhǔn)確造成的誤差,

3、為此要選擇比較準(zhǔn)確的彈簧測(cè)力計(jì)。2.偶然誤差:彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)和作圖造成偶然誤差,需要多做幾次實(shí)驗(yàn),并且使兩分力F1、F2的夾角適當(dāng)大些。3.減小誤差的辦法:(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中讀數(shù)時(shí)視線要垂直彈簧測(cè)力計(jì)的刻度,要按有效數(shù)字和彈簧測(cè)力計(jì)的精度正確讀數(shù)和記錄。(2)作圖時(shí)用刻度尺借助于三角板,使表示兩力的對(duì)邊一定要平行。-6-七、注意事項(xiàng)1.使用彈簧測(cè)力計(jì)前,要先調(diào)整指針使其指在零刻度處;再將兩只彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤鉤在一起,向相反方向拉,如果兩個(gè)示數(shù)相同方可使用。2.實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)細(xì)繩套不要太短。3.在同一次實(shí)驗(yàn)中,橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)結(jié)點(diǎn)到達(dá)的位置一定要相同。4.用兩只彈簧測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮條時(shí),夾角不宜太

4、大也不宜太小。5.在用力拉彈簧測(cè)力計(jì)時(shí),拉力應(yīng)沿彈簧測(cè)力計(jì)的軸線方向。彈簧測(cè)力計(jì)中彈簧軸線、橡皮條、細(xì)繩套應(yīng)該位于與紙面平行的同一平面內(nèi)。6.畫力的圖示選定的標(biāo)度要相同,要恰當(dāng)選定標(biāo)度,使力的圖示稍大一些。-7-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)原理與操作實(shí)驗(yàn)原理與操作例1(2017江蘇啟東月考)某同學(xué)做驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn),如圖甲所示,A為固定橡皮條的圖釘,O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn),OB和OC為細(xì)繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖。-8-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三(1)如果沒(méi)有操作失誤,圖乙中的F與F兩力中,方向一定沿AO方向的是。(2)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是。A.理想實(shí)驗(yàn)法B.等效替代法

5、C.控制變量法D.建立物理模型法(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),主要的步驟:A.在桌上放一塊木板,在木板上鋪一張白紙,用圖釘把白紙釘在木板上;B.用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn),在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩,細(xì)繩的另一端系著繩套;C.用兩只彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套,互成角度地拉橡皮條,使橡皮條伸長(zhǎng),結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O,記錄下O點(diǎn)的位置,讀出兩只彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù);-9-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三D.按選好的標(biāo)度,用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F1和F2的圖示,并用平行四邊形定則求出合力F;E.只用一只彈簧測(cè)力計(jì),通過(guò)細(xì)繩套拉橡皮條使其伸長(zhǎng),讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),記下細(xì)繩的方向,按同一標(biāo)度作出這個(gè)力F的圖

6、示;F.比較F和F的大小和方向,看它們是否相同,得出結(jié)論。上述步驟中,有重要遺漏的步驟的序號(hào)是和;遺漏的內(nèi)容分別是和。-10-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三答案:(1)F(2)B(3)CEC中應(yīng)加上“記下兩條細(xì)繩的方向”E中應(yīng)說(shuō)明“把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O”解析:(1)由一只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條至O點(diǎn)的拉力一定沿AO方向;兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條至O點(diǎn)的拉力,根據(jù)平行四邊形定則作出兩彈簧測(cè)力計(jì)拉力的合力,由于誤差的存在,不一定沿AO方向,故一定沿AO方向的是F。(2)一個(gè)力的作用效果與兩個(gè)力的作用效果相同,它們的作用效果可以等效替代,故B正確。(3)有重要遺漏的步驟的序號(hào)是C、E。在C中未記下兩條細(xì)

7、繩的方向,E中未說(shuō)明是否把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O。-11-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三操作不忘“三”“二”“一”用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)的“三記錄”(記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)、兩細(xì)繩方向和結(jié)點(diǎn)O的位置),用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)的“二記錄”(記錄彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)和細(xì)繩方向)及“一注意”(結(jié)點(diǎn)O的位置必須在同一位置)等。-12-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三數(shù)據(jù)處理與誤差分析數(shù)據(jù)處理與誤差分析例2(2017全國(guó)卷)某探究小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn),將畫有坐標(biāo)軸(橫軸為x軸,縱軸為y軸,最小刻度表示1mm)的紙貼在水平桌面上,如圖(a)所示。將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(diǎn)(位于圖示部分之外)

8、,另一端P位于y軸上的A點(diǎn)時(shí),橡皮筋處于原長(zhǎng)。(1)用一只測(cè)力計(jì)將橡皮筋的P端沿y軸從A點(diǎn)拉至坐標(biāo)原點(diǎn)O,此時(shí)拉力F的大小可由測(cè)力計(jì)讀出。測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖(b)所示,F的大小為 N。(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A點(diǎn);現(xiàn)使用兩個(gè)測(cè)力計(jì)同時(shí)拉橡皮筋,再次將P端拉至O點(diǎn)。此時(shí)觀察到兩個(gè)拉力分別沿圖(a)中兩條虛線所示的方向,由測(cè)力計(jì)的示數(shù)讀出兩個(gè)拉力的大小分別為F1=4.2N和F2=5.6N。-13-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三()用5mm長(zhǎng)度的線段表示1N的力,以O(shè)為作用點(diǎn),在圖(a)中畫出力F1、F2的圖示,然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合;圖(a)圖(b)-14-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二

9、命題點(diǎn)三()F合的大小為 N,F合與拉力F的夾角的正切值為。若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實(shí)驗(yàn)所允許的誤差范圍之內(nèi),則該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。答案:(1)4.0(2)()F1、F2和F合如圖所示()3.80.05-15-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三解析:(1)題圖(b)中彈簧測(cè)力計(jì)的精度為0.2N,則示數(shù)為4.0N;(2)用5mm長(zhǎng)的線段表示1N的力,F2對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度為2.8cm,F1對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度為2.1cm,根據(jù)平行四邊形定則作出的圖形如答案圖所示;測(cè)出F合的長(zhǎng)度為1.9cm,則F合的大小為3.8N,如圖F合、F及F構(gòu)成的三角形,F的長(zhǎng)度約0.1cm,此三角形可近似看作直角三角形,則F

10、合與拉力F的夾角的正切值tan= =0.05。思維點(diǎn)撥驗(yàn)證力的平行四邊形定則中的作圖法要注意標(biāo)明:力的標(biāo)度、刻度、方向箭頭、大小和物理量名稱。-16-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新本實(shí)驗(yàn)一般是在教材實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上,以實(shí)驗(yàn)中操作的注意事項(xiàng)、誤差來(lái)源設(shè)置條件,或通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)置題目。因此要在教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上注重器材變化后對(duì)分力和合力的分析判斷能力的培養(yǎng),要善于用教材中實(shí)驗(yàn)的原理、方法和技巧處理新問(wèn)題。-17-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三1.實(shí)驗(yàn)器材的變化如圖 -18-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三2.分力和合力的變化(1)分力的獲得:彈簧測(cè)力計(jì)的拉力鉤碼的重力。(2

11、)合力的獲得:彈簧測(cè)力計(jì)的拉力重物的重力鉤碼的重力。-19-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三例3某同學(xué)在家中用三根相同的橡皮筋(遵循胡克定律)來(lái)探究合力的方法,如圖所示,三根橡皮筋在O點(diǎn)相互連接,拉長(zhǎng)后三個(gè)端點(diǎn)用圖釘固定在A、B、C三點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)中,可以通過(guò)刻度尺測(cè)量橡皮筋的長(zhǎng)度來(lái)得到橡皮筋的拉力大小,并通過(guò)OA、OB、OC的方向確定三個(gè)拉力的方向,從而探究其中任意兩個(gè)拉力的合力的方法。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.只需要測(cè)量橡皮筋的長(zhǎng)度,不需要測(cè)出橡皮筋的原長(zhǎng)B.為減小誤差,應(yīng)選擇勁度系數(shù)盡量大的橡皮筋C.以O(shè)B、OC為兩鄰邊作平行四邊形,其對(duì)角線必與OA在一條直線上且長(zhǎng)度與OA相等D.多次實(shí)

12、驗(yàn)中即使O點(diǎn)不固定,也可以探究求合力的方法 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-20-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三思維點(diǎn)撥 -21-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三例4一同學(xué)用電子秤、水壺、細(xì)線、墻釘和貼在墻上的白紙等物品,在家中驗(yàn)證力的平行四邊形定則。-22-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三(1)如圖(a),在電子秤的下端懸掛一裝滿水的水壺,記下水壺時(shí)電子秤的示數(shù)F;(2)如圖(b),將三細(xì)線L1、L2、L3的一端打結(jié),另一端分別拴在電子秤的掛鉤、墻釘A和水壺杯帶上。水平拉開(kāi)細(xì)線L1,在白紙上記下結(jié)點(diǎn)O的位置、和電子秤的示數(shù)F1;(3)如圖(c),將另一顆墻釘B釘在與O同一水平位置上,并將L1拴在其上。手握電子秤沿

13、著(2)中L2的方向拉開(kāi)細(xì)線L2,使和三根細(xì)線的方向與(2)中重合,記錄電子秤的示數(shù)F2;(4)在白紙上按一定標(biāo)度作出電子秤拉力F、F1、F2的圖示,根據(jù)平行四邊形定則作出F1、F2的合力F的圖示,若,則平行四邊形定則得到驗(yàn)證。-23-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三答案:(1)靜止(2)三細(xì)線的方向(3)結(jié)點(diǎn)O的位置(4)F和F在誤差范圍內(nèi)重合解析:(1)要測(cè)量裝滿水的水壺的重力,則記下水壺靜止時(shí)電子秤的示數(shù)F;(2)要畫出平行四邊形,則需要記錄分力的大小和方向,所以在白紙上記下結(jié)點(diǎn)O的位置的同時(shí)也要記錄三細(xì)線的方向以及電子秤的示數(shù)F1;(3)已經(jīng)記錄了一個(gè)分力的大小,還要記錄另一個(gè)分力的大小,則結(jié)

14、點(diǎn)O點(diǎn)位置不能變化,力的方向也都不能變化,所以應(yīng)使結(jié)點(diǎn)O的位置和三根細(xì)線的方向與(2)中重合,記錄電子秤的示數(shù)F2;(4)根據(jù)平行四邊形定則作出F1、F2的合力F的圖示,若F和F在誤差范圍內(nèi)重合,則平行四邊形定則得到驗(yàn)證。-24-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三思維點(diǎn)撥在分別測(cè)量F、F1、F2時(shí),另外兩個(gè)力變化了嗎?與同時(shí)測(cè)量三個(gè)力等效嗎?-25-1.(2018山東棗莊質(zhì)檢)圖甲為“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)下列說(shuō)法中正確的是。A.在測(cè)量同一組數(shù)據(jù)F1、F2和合力F的過(guò)程中,橡皮條結(jié)點(diǎn)O的位置不能變化B.彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)線時(shí),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(guò)彈簧測(cè)力計(jì)

15、的量程D.為減小測(cè)量誤差,F1、F2方向間夾角應(yīng)為90(2)彈簧測(cè)力計(jì)的指針如圖乙所示,由圖可知拉力的大小為 N。-26-答案:(1)AC(2)4.00解析:(1)在同一組數(shù)據(jù)中,只有當(dāng)橡皮條節(jié)點(diǎn)O的位置不發(fā)生變化時(shí),兩個(gè)力的作用效果和一個(gè)力的作用效果才相同,才可以驗(yàn)證平行四邊形定則,故A正確;彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)線時(shí),方向不一定向下,只有把O點(diǎn)拉到同一位置即可,故B錯(cuò)誤;根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的使用原則可知,在測(cè)力時(shí)不能超過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)的量程,故C正確;F1、F2方向間夾角為90并不能減小誤差,故D錯(cuò)誤。故選AC。(2)由題圖乙彈簧測(cè)力計(jì)的指針指示可知,拉力F的大小為4.00N。故答案為4.00。-27-2

16、.(2017河南模擬)某同學(xué)找到一條遵循胡克定律的橡皮筋并利用如下實(shí)驗(yàn)器材驗(yàn)證平行四邊形定則:刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子、質(zhì)量不同的小重物若干、木板。實(shí)驗(yàn)方案如下:-28-將橡皮筋的兩端分別與兩條細(xì)繩相連,測(cè)出橡皮筋的原長(zhǎng);將橡皮筋一端細(xì)繩用釘子固定在豎直木板上的A點(diǎn),在橡皮筋的中點(diǎn)O用細(xì)繩系住重物,使重物自然下垂,如圖甲所示;將橡皮筋的另一端細(xì)繩固定在豎直木板上的B點(diǎn),如圖乙所示。(1)為完成本實(shí)驗(yàn),下列還必須測(cè)量的物理量為。(填選項(xiàng)前字母)A.小重物的質(zhì)量B.細(xì)繩的長(zhǎng)度C.圖甲中OA段橡皮筋的長(zhǎng)度D.圖乙中OA和OB段橡皮筋的長(zhǎng)度-29-(2)在完成本實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,必須注意的事

17、項(xiàng)是。(填選項(xiàng)前字母)A.橡皮筋兩端連接的細(xì)繩長(zhǎng)度必須相同B.圖乙中A、B兩點(diǎn)必須等高C.圖乙中連接小重物細(xì)繩必須在OA、OB夾角的角平分線上D.記錄圖甲中O點(diǎn)的位置和OA的方向E.記錄圖乙中O點(diǎn)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(shí)驗(yàn)效果,可采用的方法是。-30-答案:(1)CD(2)E(3)更換小重物解析:(1)橡皮筋遵循胡克定律,要測(cè)量拉力可以通過(guò)測(cè)量橡皮筋的長(zhǎng)度和原長(zhǎng),得到橡皮筋的伸長(zhǎng)量,根據(jù)拉力大小與伸長(zhǎng)量成比例作力的圖示。為了使兩次實(shí)驗(yàn)效果相同,必須記下O點(diǎn)的位置來(lái)作參照,故選C、D。(2)橡皮筋連接的細(xì)繩要稍微長(zhǎng)些,并非要求等長(zhǎng),A錯(cuò)誤;圖乙中A、B兩點(diǎn)

18、不用必須等高,B錯(cuò)誤;圖乙中連接小重物的細(xì)繩可以在OA、OB夾角的角平分線上,也可以不在,C錯(cuò)誤;圖甲中O點(diǎn)的位置和OA的方向不需要記錄,D錯(cuò)誤;需要記錄圖乙中O點(diǎn)的位置和OA、OB的方向,E正確。(3)在釘子位置不變的情況下,要改變實(shí)驗(yàn)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。-31-3.(2017北京石景山一模)在驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的主要步驟:a.如圖甲所示,將橡皮筋的一端固定在木板上的A點(diǎn),另一端拴上兩根繩套,每根繩套分別連著一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)。b.沿著兩個(gè)方向拉彈簧測(cè)力計(jì),將橡皮筋的活動(dòng)端拉到某一位置,將此位置標(biāo)記為O點(diǎn),讀取此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),

19、分別記錄兩個(gè)拉力F1、F2的大小。用筆在兩繩的拉力方向上分別標(biāo)記a、b兩點(diǎn),并分別將其與O點(diǎn)連接,表示兩力的方向。c.再用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)將橡皮筋的活動(dòng)端仍拉至O點(diǎn),記錄其拉力F的大小并用上述方法記錄其方向。-32-33-(1)實(shí)驗(yàn)中確定分力方向時(shí),圖甲中的b點(diǎn)標(biāo)記得不妥,其原因是。(2)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)將橡皮筋的活動(dòng)端仍拉至O點(diǎn),這樣做的目的是。(3)圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的力的圖示,其中是F1和F2合力的實(shí)際測(cè)量值。(4)實(shí)驗(yàn)中的一次測(cè)量如圖丙所示,兩個(gè)測(cè)力計(jì)M、N的拉力方向互相垂直,即+=90。若保持測(cè)力計(jì)M的讀數(shù)不變,當(dāng)角由圖中所示的值逐漸減小時(shí),要使橡皮筋的活動(dòng)端仍在O點(diǎn),可采

20、用的辦法是。A.增大N的讀數(shù),減小角B.減小N的讀數(shù),減小角C.減小N的讀數(shù),增大角D.增大N的讀數(shù),增大角-34-答案:(1)O、b兩點(diǎn)太近,誤差大(2)與F1、F2共同作用的效果相同(3)F(4)B解析:(1)為了減小測(cè)量的誤差,記錄方向時(shí),記錄點(diǎn)與O點(diǎn)的距離適當(dāng)大一些,圖甲中的b點(diǎn)標(biāo)記的不妥,其原因是O、b兩點(diǎn)太近,誤差大。(2)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)將橡皮筋的活動(dòng)端仍拉至O點(diǎn),這樣做的目的是與F1、F2共同作用的效果相同。(3)F1和F2合力的實(shí)際測(cè)量值是用一根彈簧測(cè)力計(jì)拉的,不是根據(jù)平行四邊形定則作出的,故F是F1和F2合力的實(shí)際測(cè)量值。-35-(4)由題意可知:保持O點(diǎn)位置不動(dòng),即合力大

21、小方向不變,彈簧測(cè)力計(jì)M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:所以由圖可知角逐漸變小時(shí),N的示數(shù)減小,同時(shí)角減小。故選B。-36-4.小明通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則。(1)實(shí)驗(yàn)記錄紙如圖甲所示,O點(diǎn)為橡皮筋被拉伸后伸長(zhǎng)到的位置,兩只彈簧測(cè)力計(jì)共同作用時(shí),拉力F1和F2的方向分別過(guò)P1和P2點(diǎn);用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí),拉力F3的方向過(guò)P3點(diǎn)。三個(gè)力的大小分別為F1=3.30N、F2=3.85N和F3=4.25N。請(qǐng)根據(jù)圖中給出的標(biāo)度作圖求出F1和F2的合力。(2)仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn),小明懷疑實(shí)驗(yàn)中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。他用彈簧測(cè)力計(jì)先后

22、兩次將橡皮筋拉伸到相同長(zhǎng)度,發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同,于是進(jìn)一步探究了拉伸過(guò)程對(duì)橡皮筋彈性的影響。實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示,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(diǎn),下端N掛一重物,用與白紙平行的水平力緩慢地移動(dòng)N,在白紙上記錄下N的軌跡。重復(fù)上述過(guò)程,再次記錄下N的軌跡。-37-兩次實(shí)驗(yàn)記錄的軌跡如圖丙所示,過(guò)O點(diǎn)作一條直線與軌跡交于a、b兩點(diǎn),則實(shí)驗(yàn)中橡皮筋分別被拉伸到a和b時(shí)所受拉力Fa、Fb的大小關(guān)系為。-38-丙(3)根據(jù)(2)中的實(shí)驗(yàn),可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有哪些?(填寫選項(xiàng)前的字母)()A.橡皮筋的長(zhǎng)度與受到的拉力成正比B.兩次受到的拉力相同時(shí),橡皮筋第2次的長(zhǎng)度較長(zhǎng)C.兩次被拉伸到

23、相同長(zhǎng)度時(shí),橡皮筋第2次受到的拉力較大D.兩次受到的拉力相同時(shí),拉力越大,橡皮筋兩次的長(zhǎng)度之差越大-39-(4)根據(jù)小明的上述實(shí)驗(yàn)探究,請(qǐng)對(duì)驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)提出兩點(diǎn)注意事項(xiàng)。答案:(1)(見(jiàn)下圖,F合=4.64.9都算對(duì))(2)Fa=Fb(3)BD(4)橡皮筋拉伸不宜過(guò)長(zhǎng);選用新橡皮筋。(或:拉力不宜過(guò)大;選用彈性好的橡皮筋;換用彈性好的彈簧。)-40-解析:(1)作出力F1、F2和合力的圖示如答案圖所示;經(jīng)測(cè)量可得合力大小為4.70N。(2)橡皮筋被拉伸到a和b時(shí),根據(jù)平衡條件,因重物的重力一定,橡皮筋與豎直方向的夾角一定,如圖所示,則橡皮筋受的拉力FT= ,大小一定,故Fa=Fb

24、。-41-(3)由(2)可知橡皮筋的長(zhǎng)度與受的拉力不是正比關(guān)系,橡皮筋第2次的長(zhǎng)度較長(zhǎng),但受到的拉力與第1次相同,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;若兩次被拉伸相同長(zhǎng)度,第2次橡皮筋與豎直方向的夾角小,由FT= 可知,第2次受的拉力較小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;拉力越大時(shí),橡皮筋與豎直方向的夾角越大,由題圖可知,橡皮筋兩次的長(zhǎng)度之差越大,選項(xiàng)D正確。-42-5.(2016浙江卷)某同學(xué)在探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,測(cè)得圖中彈簧OC的勁度系數(shù)為500N/m。如圖1所示,用彈簧OC和彈簧測(cè)力計(jì)a、b做探究求合力的方法實(shí)驗(yàn)。在保持彈簧伸長(zhǎng)1.00cm不變的條件下,-43-(1)若彈簧測(cè)力計(jì)a、b間夾角為90,彈簧測(cè)力計(jì)

25、a的讀數(shù)是N(圖2中所示),則彈簧測(cè)力計(jì)b的讀數(shù)可能為N。(2)若彈簧測(cè)力計(jì)a、b間夾角大于90,保持彈簧測(cè)力計(jì)a與彈簧OC的夾角不變,減小彈簧測(cè)力計(jì)b與彈簧OC的夾角,則彈簧測(cè)力計(jì)a的讀數(shù)、彈簧測(cè)力計(jì)b的讀數(shù)(選填“變大”“變小”或“不變”)。答案:(1)3.003.023.94.1(有效數(shù)字不作要求)(2)變大變大解析:(1)彈簧測(cè)力計(jì)最小刻度為0.1N,要進(jìn)行估讀,所以讀到小數(shù)點(diǎn)后兩位。由題圖2可得a彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)在3.0N左右,因合力為F=kx=5000.01N=5N,兩分力夾角為90,根據(jù)勾股定理進(jìn)行計(jì)-44-(2)如圖所示Oa、Ob線段長(zhǎng)度表示開(kāi)始時(shí)a彈簧測(cè)力計(jì)和b彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小,Oa、Ob線段長(zhǎng)度表示b彈簧測(cè)力計(jì)與C夾角減小后兩彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小。由圖可知a、b兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)都變大。