2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第二章 第5講 實(shí)驗(yàn)三 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 新人教版.doc

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2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第二章 第5講 實(shí)驗(yàn)三 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 新人教版 1．在探究求合力的方法時(shí)，先將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩．實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要兩次拉伸橡皮條，一次是通過(guò)兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧秤互成角度地拉橡皮條，另一次是用一個(gè)彈簧秤通過(guò)細(xì)繩拉橡皮條． (1)實(shí)驗(yàn)對(duì)兩次拉伸橡皮條的要求中，下列哪些說(shuō)法是正確的________(填字母代號(hào))． A．將橡皮條拉伸相同長(zhǎng)度即可 B．將橡皮條沿相同方向拉到相同長(zhǎng)度 C．將彈簧秤都拉伸到相同刻度 D．將橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置 (2)同學(xué)們?cè)诓僮鬟^(guò)程中有如下議論，其中對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的說(shuō)法是________(填字母代號(hào))． A．兩細(xì)繩必須等長(zhǎng) B．彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行 C．用兩彈簧秤同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)兩彈簧秤示數(shù)之差應(yīng)盡可能大 D．拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要近些 解析　(1)該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是等效替代，故選B、D. 答案　(1)BD　(2)B 2．在“探究共點(diǎn)力合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)經(jīng)歷了以下實(shí)驗(yàn)步驟： A．在白紙上按比例做出兩個(gè)力F1和F2的圖示，根據(jù)平行四邊形定則作圖求出合力F； B．只用一個(gè)測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩把橡皮筋拉同樣長(zhǎng)度； C．記下兩個(gè)測(cè)力計(jì)F1和F2的讀數(shù)，并且記錄它們的方向； D．在水平放置的木板上，墊一張白紙，把橡皮筋的一端固定在板上P點(diǎn)， 用兩條細(xì)繩連接在橡皮筋的另一端，通過(guò)細(xì)繩同時(shí)用兩個(gè)測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋與細(xì)繩的連接點(diǎn)到達(dá)某一位置O，并記下此位置，如上圖所示； E．記下測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F′和細(xì)繩方向，按同一比例作出這個(gè)力的圖示，比較這個(gè)實(shí)測(cè)合力F′和按平行四邊形定則求出的合力F，看它們的大小和方向是否相近； F．用刻度尺測(cè)量出P、O之間的距離并記錄； G．改變兩測(cè)力計(jì)拉力的大小和方向，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論． (1)上述實(shí)驗(yàn)步驟有明顯的錯(cuò)誤，這個(gè)步驟是________(填選項(xiàng)前的字母)；正確的操作應(yīng)為_(kāi)_______。 (2)上述實(shí)驗(yàn)步驟中有一步驟是多余的，這個(gè)步驟是________(填選項(xiàng)前的字母)； (3)將以上實(shí)驗(yàn)步驟按正確順序排列，應(yīng)為_(kāi)_______(填選項(xiàng)前的字母)． 解析　(1)B中只是說(shuō)“通過(guò)細(xì)繩把橡皮筋拉同樣長(zhǎng)度”，并沒(méi)有強(qiáng)調(diào)沿PO方向．(2)本實(shí)驗(yàn)中只需要保證彈簧秤兩次作用的效果相同即可，沒(méi)有必要記錄橡皮筋被拉伸的實(shí)際長(zhǎng)度，故多余的步驟是F.(3)根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理可知，題述實(shí)驗(yàn)步驟合理的順序是DCABEG. 答案　(1)B　只用一個(gè)測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩把橡皮筋拉到O點(diǎn)　(2)F　(3)DCABEG 3．用等效代替法驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)情況如下圖甲所示，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(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩，圖乙是白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出的圖． (1)本實(shí)驗(yàn)中“等效代替”的含義是________． A．橡皮筋可以用細(xì)繩替代 B．左側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果可以替代右側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果 C．右側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果可以替代左側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果 D．兩彈簧測(cè)力計(jì)共同作用的效果可以用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果替代 (2)圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿著AO方向的是________，圖中________是F1、F2合力的理論值，______是合力的實(shí)驗(yàn)值． (3)完成該實(shí)驗(yàn)的下列措施中，能夠減小實(shí)驗(yàn)誤差的是________． A．拉橡皮筋的繩細(xì)一些且長(zhǎng)一些 B．拉橡皮筋時(shí)，彈簧秤、橡皮筋、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板面平行 C．拉橡皮筋的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些 D．使拉力F1和F2的夾角很小 解析　(1)驗(yàn)證平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)中，第一次同時(shí)用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)作用在橡皮筋上，將橡皮筋與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)拉到一個(gè)合適的位置，第二次只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)作用在橡皮筋上，使橡皮筋與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)到達(dá)同樣的位置，可見(jiàn)兩次彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)橡皮筋產(chǎn)生的作用效果相同，可以等效替代，故選D.(2)根據(jù)第(1)問(wèn)的分析可知，力F′一定沿AO方向；據(jù)平行四邊形定則合成出來(lái)的力F是合力的理論值，而力F′則是合力的實(shí)驗(yàn)值．(3)細(xì)繩越細(xì)，重力等因素的影響越小，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)越準(zhǔn)確；細(xì)繩越長(zhǎng)，則確定彈簧拉力的方向就越準(zhǔn)確；拉橡皮筋時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)、橡皮筋、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板面平行，可以避免彈簧測(cè)力計(jì)中的金屬桿與測(cè)力計(jì)外殼之間的摩擦；拉橡皮筋的細(xì)繩長(zhǎng)些，在標(biāo)記同一細(xì)繩方向時(shí)兩點(diǎn)就可以畫(huà)得適當(dāng)遠(yuǎn)一些，這樣作圖造成的誤差就??；拉力F1和F2的夾角很小時(shí)，作圖造成的誤差會(huì)較大．綜上所述，選A、B、C. 答案　(1)D　(2)F′　F　F′　(3)ABC 4．在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細(xì)繩套和一把彈簧秤．(1)為完成實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)另找來(lái)一根彈簧，先測(cè)量其勁度系數(shù)，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表： 彈力F(N) 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 伸長(zhǎng)量 x(10－2 m) 0.74 1.80 2.80 3.72 4.60 5.58 6.42 根據(jù)表中數(shù)據(jù)在下圖中作出F－x圖象并求得該彈簧的勁度系數(shù) k＝________N/m； (2)某次實(shí)驗(yàn)中，彈簧秤的指針位置如上圖所示，其讀數(shù)為_(kāi)_____N；同時(shí)利用(1)中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為2.50 N，請(qǐng)?jiān)谙铝刑摼€框中畫(huà)出這兩個(gè)共點(diǎn)力的合力F合； (3)由圖得到F合＝________N. 解析　(1)以水平方向?yàn)閤軸，豎直方向?yàn)镕軸，建立直角坐標(biāo)系，然后描點(diǎn)，選盡可能多的點(diǎn)連成一條線，其圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)k，在直線上任取一點(diǎn)，如(610－2,3.2)，則k＝ N/m≈53 N/m. (2)彈簧秤的讀數(shù)為2.10 N，選標(biāo)度 合力的圖示如圖所示． (3)經(jīng)測(cè)量，合力F合＝3.3 N. 答案　(1)見(jiàn)解析圖　53(說(shuō)明：2范圍內(nèi)都可) (2)2.10(說(shuō)明：有效數(shù)字位數(shù)正確，0.02范圍內(nèi)都可)　見(jiàn)解析圖　(3)3.3(說(shuō)明：0.02范圍內(nèi)都可) 5．甲、乙、丙三位同學(xué)做“互成角度的兩個(gè)力的合成”實(shí)驗(yàn)，所用彈簧測(cè)力計(jì)的量程為0～5 N，他們都把橡皮條的一端固定在木板上的A點(diǎn)，橡皮條的另一端通過(guò)細(xì)繩連接彈簧測(cè)力計(jì)，用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點(diǎn)，如下圖所示，此時(shí)細(xì)繩都與平板平行，用F1和F2表示拉力的方向和大小． 甲同學(xué)：F1和F2的方向互相垂直，F(xiàn)1＝3.0 N、F2＝3.8 N；乙同學(xué)：F1和F2方向間的夾角約為30，F(xiàn)1＝F2＝4.0 N；丙同學(xué)：F1和F2方向間的夾角約為120，F(xiàn)1＝F2＝4.0 N．這三位同學(xué)中操作不正確的是哪一位？并說(shuō)明原因． 解析　甲同學(xué)：F1和F2的方向互相垂直，其合力大小小于5 N，小于彈簧測(cè)力計(jì)的最大測(cè)量值；乙同學(xué)：F1和F2方向間的夾角約為30，其合力大小大于5 N，超過(guò)了彈簧測(cè)力計(jì)的最大測(cè)量值；丙同學(xué)：F1和F2方向間的夾角約為120，其合力大小小于5 N，小于彈簧測(cè)力計(jì)的最大測(cè)量值；這三位同學(xué)中操作不正確的是乙同學(xué)． 答案　操作不正確的是乙同學(xué)，因?yàn)樗@兩個(gè)力的合力超過(guò)了彈簧測(cè)力計(jì)刻度的最大值5 N，之后再用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)拉不到O點(diǎn).