【优化方案】高考物理总复习 第1章 实验三验证力的平行四边形定则知能优化演练 大纲人教版

验证力的平行四边形定则
1．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，下列哪些方法可减小实验误差( ) A．两个分力F1、F2间的夹角要适当大些
B．两分力F1、F2应尽可能大
C．拉橡皮条的细绳要稍长一些
D．实验中结点必须拉到同一位置
解析：选ACD.如果两个分力F1、F2的大小适当，则两个分力测量的相对误差就会小一些，结果就会准确一些，但不是越大越好，拉橡皮条的细绳稍长一些，则画出的力的方向就准确些；实验中，为保证效果相同，必须使结点到达同一位置，故ACD正确．
2．(2011年广州毕业班综合测试)在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学第一步用一个弹簧测力计钩住细绳套拉橡皮条，使结点到达某一位置O；第二步用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套互成角度地拉橡皮条，使结点到达同一位置O.第二步中必须记录的是( )
A．两细绳的长度和两细绳的方向
B．橡皮条伸长的长度和两细绳的方向
C．两弹簧测力计的读数和橡皮条伸长的长度
D．两细绳套的方向和两弹簧测力计的读数
解析：选D.力的合成与分解都要满足平行四边形定则，因此必须要知道力的大小和方向，才能作出力的平行四边形，A、B、C错误，D正确．
3．(2011年广东湛江测试)在做“验证力的平行四边形定则”的实验中，以下说法中正确的是( )
A．用两只弹簧秤拉橡皮条时，两细绳之间的夹角必须为90°，以便求出合力的大小
B．用两只弹簧秤拉橡皮条时，结点的位置必须与用一只弹簧秤拉时结点的位置重合
C．若用两只弹簧秤拉时合力的图示F与用一只弹簧秤拉时拉力的图示F′不完全重合，说明力的合成的平行四边形定则不一定是普通成立的
D．同一实验过程中，结点O的位置允许变动
解析：选B.理论上，细绳之间的夹角是任意的，不需要计算，可以用弹簧秤和量角器测量力的大小和方向，A错误；前后两次结点的位置相同，力的作用效果才相同，B正确，D错误；由于测量和作图存在误差，F′和F的方向不一定重合，实验可以证明，在误差允许的范围内，平行四边形定则总是成立的，C错误．
4．(2009年高考山东卷)某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：如图1－6－4所示，将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物．
图1－6－4
(1)为完成实验，下述操作中必需的是________．
a．测量细绳的长度
b．测量橡皮筋的原长
c．测量悬挂重物后橡皮筋的长度
d．记录悬挂重物后结点O的位置
(2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是________________．
解析：(1)必需测量橡皮筋的原长和悬挂重物后橡皮筋的长度，这样才能确定橡皮筋的伸长量，确定各力的大小，还需记录悬挂重物后结点O的位置，同时记下三条橡皮筋所在的方向，以便确定各拉力的方向，根据平行四边形定则做出合力的图示．因此，必需的操作是b、
c、d.
(2)改变条件再次验证可采用更换不同的小重物的方法．
答案：(1)bcd (2)更换不同的小重物
5．(2011年宁波检测)“验证力的平行四边形定则”的实验如图1－6－5甲所示，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．图乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图．
图1－6－5
(1)图乙中的________是力F1和F2的合力的理论值；________是力F1和F2的合力的实际测量值．
(2)在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果是否会发生变化？答：________.(选填“变”或“不变”)
(3)本实验采用的科学方法是( )
A．理想实验法B．等效替代法
C．控制变量法 D．建立物理模型法
解析：(1)用平行四边形定则作图得到的是实验的理论值，即F；直接测量得到的是实际测量值，即F′.
(2)细绳的作用是对结点O施加不同方向的拉力F1、F2，换用橡皮筋拉结果是一样的．
(3)力的合成与分解使用的是等效替代法．B正确．
答案：(1)F F′(2)不变(3)B
6．将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连接着一个量程为5 N、最小刻度为0.1 N的弹簧测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测力计．当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图1－6－6所示，这时弹簧测力计的读数可从图中读出．
图1－6－6
(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为________N和________N(只需读到0.1 N)．
(2)在如图所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力．
解析：读弹簧测力计示数时，应注意首先找零刻度，尤其是竖直放置的那个弹簧测力计是倒置的，它的读数是2.5 N(而不是3.5 N)，水平放置的弹簧测力计读数是4.0 N.
答案：(1)4.0 2.5
(2)如图所示
7．(2011年衡阳模拟)如图1－6－7所示，某小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解．A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负．A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动．B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3 m的杆．将细绳连接在杆右端O点构成支架．保持杆在水平方向，按如下步骤操作：
图1－6－7
①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ
②对两个传感器进行调零
③用另一绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器读数
④取下钩码，移动传感器A改变θ角
F1 1.0010.580… 1.002…
F2－0.868－0.291…0.865…
θ30°60°…150°…
(1)根据表格A传感器对应的是表中力________(选填“F1”或“F2”)．钩码质量为________kg(保留一位有效数字)．
(2)本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是( )
A．因为事先忘记调零
B．何时调零对实验结果没有影响
C．为了消除横杆自身重力对结果的影响
D．可以完全消除实验的误差
解析：(1)A传感器中的力均为正值，故A传感器对应的是表中力F1，平衡时，mg＝F1·sinθ，当θ＝30°时，F1＝1.001 N，可求得m＝0.05 kg.
(2)在挂钩码之前，对传感器进行调零，目的是为了消除横杆自身重力对结果的影响，故C正确．
答案：(1)F10.05 (2)C。