力学实验：验证力的平行四边形定则 探究弹力和弹簧伸长的关系【更多资料关注微博@高中学习资料库 】

力学实验：验证力的平行四边形定则 探究弹力和弹簧伸长的关系【更多资料关注微博@高中学习资料库 】 实验二、验证力的平行四边形定则 实验三、探究弹力和弹簧伸长的关系 1(在做“验证力的平行四边形定则”的实验时: (1)下列叙述正确的是( ) A.同一次实验过程，结点的位置必须都拉到同一位置O点，不能随意变动 B.用两只弹簧测力计拉橡皮条时，应使两细绳之间的夹角总为90?，以便于算 出合力的大小 C.力的夹角越大越好 D.必须使分力与合力在同一平面内 (2)如果实验情况如图?所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳(图?是在白纸上根据实验结果画出的图( 图?中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是定滑__________________( 轮 O 2(图甲为“探究求合力的方法”的实验装置( (1)下列说法中正确的是 A(在测量同一组数据F、F和合力F的过程中，橡皮条结12定滑 点O的位置不能变化 轮 B(弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下 图甲 图乙 C(F、F和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程 12 D(为减小测量误差，F、F方向间夹角应为90? 12 (2)弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为____ _N( 3(在做“验证力的平行四边形定则”实验时: (1)要使每次合力与分力产生相同的效果，必须 A(每次将橡皮条拉到同样的位置 B(每次把橡皮条拉直 C(每次准确读出弹簧秤的示数 D(每次记准绳的方向 (2)下图所示，是两位同学在做“验证力的平行四边形定则”的实验时得到的结果，则其中_______同学实验结果比较符合实验事实。 甲同学 乙同学 F2 甲同学 F2 O O F, F F F1 F, F1 4(小明同学在学完力的合成与分解后，想在家里做实验验证力的平行四边形定则.他从学校的实验室里借来两只弹簧测力计，按如下步骤进行实验. A.在墙上贴一张白纸用来弹簧弹力的大小和方向 B.在一只弹簧测力计的下端悬挂一装满水的水杯， 记下静止时弹簧测力计的读数F. C.将一根大约30 cm长的细线从杯带中穿过，再将细线两端拴在两只弹簧测力计的挂钩上.在靠近白纸处用手对称地拉开细线，使两只弹簧测力计的读数相等，在白纸上记下细线的方向和弹簧测力计的读数.如图甲所示. 更多资料下载关注新浪微博@高中学习资料库 微信:gzxxzlk D.在白纸上按一定标度作出两个弹簧测力计的弹力的图示(两弹力夹角为60度)，如图乙所示，根据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力F′. (1)在步骤C中，弹簧测力计的读数为______N. (2)在步骤D中，合力F′=________N.(保留2位有效数字) (3)若_______________________________________，就可以验证力的平行四边形定则. 5(在“探究求合力的方法”的实验中，用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的A点，在橡皮筋的另一端拴上两条细绳，细绳另一端系着绳套B、C(用来连接弹簧测力计)。其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。 (1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中与B相连的弹簧测力计的示数为 N。 (2)在实验中，如果只将OB、OC绳换成橡皮筋，其他步 骤保持不变，那么实验结果 (选填“会”或“不会”)发生变化。 (3)本实验采用的科学方法是 A(理想实验法 B(控制变量法 C(等效替代法 D(建立物理模型法 (4)除已有的器材(方木板、三角板、弹簧秤、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔)外，还必须有_______和________. 6((1)在做“验证力的平行四边形定则”的实验中有同学各自画了以下力的图，图中F、F是用两把弹12簧秤同时拉橡皮筋时各自的拉力，F′是用一把弹簧秤拉橡皮筋时的拉力;画出了F、F、F′的图示，以12表示F、F的有向线段为邻边画平行四边形，以F、F交点为起点的对角线用F表示，在以下四幅图中，1212 只有一幅图是合理的，这幅图是______ (2)在做完实验后，某同学将其实验操作过程进行了回顾，并在笔记本上记下如下几条体会，你认为他的体会中正确的是______ A(两根细绳套必须等长 B(用两只弹簧测力计拉绳套时，两测力计的示数要相同 C(若F、F方向不变，而大小各增加1 N，则合力的方向也不变，大小也12 增加1 N D(用两只弹簧测力计拉时合力的图示F与用一只弹簧测力计拉时图示F′不完全重合，在误差允许范围内，可以说明“力的平行四边形定则”成立 8(小明通过实验验证力的平行四边形定则。 (1)实验记录纸如题图所示，O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力F和F的方向分别过P和P点;一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F的方向12123过P点。三个力的大小分别为:F,3.30 N、F,3.85 N和F,4.25 N。请根据图中给出的标度作图求出3123 F和F的合力。 12 (2)仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果。他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响。 实验装置如题图所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O点，下端N挂一重物。用与白纸平行的水平力缓慢地移动N，在白纸上 更多资料下载关注新浪微博@高中学习资料库 微信:gzxxzlk 记录下N的轨迹。重复上述过程，再次记录下N的轨迹。 两次实验记录的轨迹如题图所示，过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点，则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力F、F的大小关系ab 为 。 (3)根据(2)中的实验，可以得出的实验结果有哪些? (填写选项前的字母) A(橡皮筋的长度与受到的拉力成正比 B(两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2次的长度较长 C(两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较大 D(两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大 (4)根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项。 。 9((8分)某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”(三条细绳结于O点分别与两弹 簧测力计和钩码相接。 ?实验步骤如下: A(弹簧测力计A挂于固定在竖直木板上的P点; B(结点O下的细线挂钩码C; C(手持弹簧测力计B缓慢向左拉，使结点O静止在某位置 D(记下钩码质量、结点O的位置、读出并记录弹簧测力计A和B的示数、记录________________。 ?在实验过程中，下列哪些情况会对实验结果产生误差? 答:_____________ (选填选项前的字母) A(木板不竖直 B(A弹簧测力计外壳的重力 C(B弹簧测力计的拉力方向没有保持水平 D(改变弹簧测力计B拉力进行多次实验时，结点O的位置发生变化 ?某次实验中(该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请你提出解决问题的一个办法_________________. 10((10分)“验证力的平行四边形定则”实验中 (1)部分实验步骤如下，请完成有关内容: A(将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端绑上两根细线( B(在其中一根细线挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉 伸，如图(1)所示，记录: 、 、 ( C(将步骤B中的钩码取下，分别在两根细线上挂上4个和 3个质量相等的钩码，用两 光滑硬棒B、C使两细线互成角度，如图(2)所示，小心调整 B、C的位置，使 ，记录 ( ,cos(2)如果“力的平行四边形定则”得到验证，那么图(2)中= ( cos, 11((4分)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，某同学根据测得的数据，得出了弹簧总长度L 与弹力F的图象，如图所示(根据图象可以计算弹簧的劲度系数为 N/m，弹簧的原长为 m。 更多资料下载关注新浪微博@高中学习资料库 微信:gzxxzlk 12(“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，选用的螺旋弹簧如图甲所示。 (1)将弹簧的上端O点固定悬吊在铁架台上，旁边置一刻度尺，刻度尺的零刻线跟O点对齐，在弹簧的下部A处做一标记，如固定一个指针。在弹簧下端的挂钩上挂上钩码时(每个钩码的质量都是50g)，指((((((((((((针在刻度尺上指示的刻度为x。逐个增加所挂钩码的个数，刻度x随挂钩上的钩码所受的重力F而变化，几次实验测得相应的F、x各点描绘在图中，如图乙，请在图中描绘出x随F变化的图象。由图象得出弹簧的劲度系数k,________N/m(结果取2位有效数字)。 A (2)如果将指针固定在A点的下方P处，再作出x随F变化的 图象，得出弹簧的劲度系数与k相比，可能是________。 A A(等于k B(大于k C(小于k AA D(无法确定 14(如图甲所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连.当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时，在电脑上得到了弹簧长度的形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象(如图乙).则下列判断正确的是( ) A.弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比 B.弹力的增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比 C.该弹簧的劲度系数是2 N/m D.该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变 15.(6分)某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系。实验时，将原 长约200mm的橡皮筋上端固定，在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码 (质量均为20g)，每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量;当挂上10 只钩码后，再逐一把钩码取下，每取下一只钩码，也记下对应的橡皮筋伸 l长量。根据测量数据，作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量?与 F拉力关系的图像如图所示。从图像中可以得出 。(填选项前的 字母) llFFA(增挂钩码时?与成正比，而减挂钩码时?与不成正比 B(当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大 C(当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等 D(增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度 更多资料下载关注新浪微博@高中学习资料库 微信:gzxxzlk 参考 1((1)AD (2)F′ 【解析】 分析:(1)同一次实验中，为保证作用效果相同，必须将结点O拉至同一位置，故A选项正确;计算合力用平行四边形定则求得不必选用特殊角，故B选项错误;夹角越大，合力越小，实验误差增大，故C选项错误;做实验时，必须使分力与合力在同一平面内，故D选项正确( (2)用一只弹簧测力计直接拉橡皮条的拉力方向一定沿AO方向，而用平行四边形定则求出的合力F与AO的方向可能有偏差( 考点:“验证力的平行四边形定则”的实验 2( (1) A C ;(2) 4.00 【解析】 试题分析: (1)在同一组数据中，只有当橡皮条节点O的位置不发生变化时，两个力的作用效果和一个力的作用效果才相同，才可以验证平行四边形定则，故A正确;弹簧测力计拉细线时，方向不一定向下，只有把O点拉到同一位置即可，故B错误;根据弹簧测力计的使用原则可知，在测力时不能超过弹簧测力计的量程，故C正确;F、F方向间夹角为90?，12 并不能减小误差，故D错误。 (2)由图乙弹簧秤的指针指示要估读到一位，故拉力F的大小为4.00N， 考点:验证平行四边形定则 ((1)A(2)甲 3 【解析】 试题分析:(1)要使每次合力与分力产生相同的效果，必须每次将橡皮条拉到同样的位置，使橡皮条伸长的长度及方向都相同;故选A;(2)F的方向应该和橡皮条的方向一致，根据平行四边形法则求得的两个分力FF的合力方向可能会有偏差，故图甲是正确的. 12 考点:验证力的平行四边形法则. 4((1)3.00N(2)5.2 (3)F′近似在竖直方向，且数值与F近似相等( 【解析】 试题分析:在步骤C中，由力的图示，知道，弹簧测力计的读数为3.00N;在步骤D中，由平行四边形定则，F合,5.2N;若F′近似在竖直方向，且数值与F近似相等，就可以验证力的平行四边形定则。 考点:本题考查验证力的平行四边形定则。 5((1)3.6;(2)不会;(3)C 【解析】 试题分析:(1)弹簧测力计的每一格代表0.2N，所以图中B的示数为3.6N( (2)在实验中细线是否伸缩对实验结果没有影响，故换成橡皮筋可以同样完成实验，故实验结果不变; (3)实验中两次要求效果相同，故实验采用了等效替代的方法，故C正确( 考点:探究求合力的方法 (4)白纸;橡皮筋; 6((1)B(2)D. 【解析】 试题分析:(1)以表示F、F的有向线段为邻边画平行四边形，以F、F交点为起点的对角1212 线用F表示，故F是理论值，存在误差，不一定与橡皮筋伸长方向共线(F′是用一把弹簧 更多资料下载关注新浪微博@高中学习资料库 微信:gzxxzlk 秤拉橡皮筋时的拉力，是实际值，一定与橡皮筋伸长方向共线(故ACD错误，B正确;故选:B( (2)两根细绳套没有必要必须等长，选项A错误;用两只弹簧测力计拉绳套时，两测力计的示数不一定要相同，选项B错误;若F、F方向不变，而大小各增加1N，根据平行四边12 形定则知，合力的方向可能改变，大于不一定增加1N(故C错误;由于实验总存在误差，用两只弹簧秤拉时合力的图示F与用一只弹簧秤拉时图示F′不完全重合，只要在误差允许范围内，就可以说明“力的平行四边形定则”成立(故D正确( 考点:验证力的平行四边形定则. 8( (1)如图所示 4.7N(4.6,4.9N均可);(2)F,F;(3)BD;(4)选用新橡皮筋;ab 橡皮筋拉伸不宜过长 【解析】 1)根据力的图示法作出力F和F的图示，如答案图所示，并根据力的平行四试题分析:(12 边形定则作出两者的合力，用刻度尺量得其长度为单位长度的4.7倍，即合力大小为4.7N(4.6,4.9N均可)。 (2)设Oab与竖直方向的夹角为θ，根据共点力平衡条件解得:F,mgtanθ，因此有:Fa,F b mg(3)由中分析可知，橡皮筋上的拉力大小为:T,，因此有T,T，显然图中Ob,Oa，abcos, 故选项A错误;选项B正确;橡皮筋因老化，每次被拉后，形变已经不能完全恢复，因此两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大故选项D正确;两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较小，故选项C错误。 (4)有上述分析可知，要确保橡皮筋发生弹性形变，因此应注意选用新的弹性较好的橡皮筋，每次橡皮筋的形变要在弹性限度内，即拉伸不宜过长。 考点:本题主要考查了验证力的平行四边形定则实验和探究弹簧伸长量与弹力的关系实验问题，属于中档题。 9(?三条细绳(拉力)的方向(3分);?A(3分);?减小弹簧测力计B的拉力;或减小钩码C的质量;或减小,,与,,之间的夹角;或其它能达要求的方法同样给分(2分) 【解析】 试题分析:?“验证力的平行四边形定则”是要在图纸上面做出两个分力和合力的示意图，测力计A为合力，测力计B和钩码重力为两个分力，力的大小可以直接读出和计算，而力的方向需要我们记下绳子的方向。?在木板上做图时，所有力的方向 都在平面内，木板若不是竖直，而重力是竖直方向，那么就没有办法画出钩码重力这个分力，对实验造成误差，选项A对。弹簧测力计外壳的重力并没有作用在弹簧上，不会造成误差选项B错。在木板上做图时，所有力的方向都在平面内，如果B弹簧测力计的拉力方向没有保持水平，但只要在木板平面内对作图就没有影响，不会造成误差。改变弹簧测力计B拉力进行多次实验时，结点 更多资料下载关注新浪微博@高中学习资料库 微信:gzxxzlk O的位置发生变化，那么合力即测力计A的示数也会发生变化，对实验没有影响，实验会造成误差的只有A。?弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，就向想办法使合力变小，方法可以减小分力大小即减小弹簧测力计B的拉力;或减小钩码C的质量，或者使两个分力的夹角变大，即减小,,与,,之间的夹角也可以使合力变小。 考点:验证平行四边形定则实验探究 10((1)B(钩码个数(或细线拉力) (1分) 橡皮筋与细线结点的位置O (1分) 细线的方向 (1分) C(橡皮筋与细线结点的位置与步骤B中结点位置重合 (1分) 钩码个数和对应的细线方向 (1分) 3(2) (5分) 4 【解析】 11(500 0.10 【解析】 试题分析:由数学知识知，图像的斜率表示劲度系数的倒数为500N/m，当F,0时，L,10cm,0.1m. 考点:本题考查探究弹力和弹簧伸长的关系。 12((1)见解析 ;42(40,44均可) ; (2)A 【解析】 F9.50.49N，k,,=42N/m试题分析:(1)如图所以 ;弹簧的劲度系数 (40,-2Δx(31-20)10m， 44均可) ; (2) 如果将指针固定在A点的下方P处，再作出x随F变化的图象，则在图像上x的变化量不变，得出弹簧的劲度系数与k相比不变，仍等于k，选项A 正确。 A 考点:“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验。 14(BD 【解析】 试题分析:因为此图像是弹簧长度的形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象，可知弹力的增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比，选项B正确A错误;该弹簧的劲度系数是 更多资料下载关注新浪微博@高中学习资料库 微信:gzxxzlk 20N，选项C错误;劲度系数由弹簧本身的性质决定，故该弹簧受到kNm==200/ 01.m 反向压力时，劲度系数不变，选项D正确;故选BD. 考点:探究弹簧的弹力与伸长量的关系. 15、D 更多资料下载关注新浪微博@高中学习资料库 微信:gzxxzlk