(全国版)2021高考物理一轮复习专题二相互作用考点5实验：验证力的平行四边形定则精练(含解析)
高考物理一轮复习课件实验验证力的平行四边形定则
机构、凸轮机构等。通过应用平行四边形定则，可以预测和优化这些机
构的运动性能和力学性能。
02
电气工程
在电气工程中，平行四边形定则可以用于分析和计算电场和磁场中的力
。例如，在电动机或发电机的设计中，可以利用平行四边形定则来确定
线圈在磁场中所受的力，进而优化电机的性能。
03
建筑工程
在建筑工程中，平行四边形定则用于分析和设计结构的稳定性。例如，
力的分解是指将一个力矢量分解为两个或多个分力 矢量的过程，同样遵循平行四边形定则。
在实验中，可以通过测量分力的大小和方向，来验 证平行四边形定则的正确性。同时，也可以通过改 变分力的数量和方向，来探究不同情况下力的合成 与分解规律。
02
实验器材与步骤
实验器材
方木板 白纸
图钉（若干）
实验器材
橡皮条 细绳套（两个）
02
8. 改变两个力的大小和方向，重 复上述实验步骤。
操作注意事项
1. 在使用弹簧测力计时 ，要注意使弹簧测力计 与木板平面平行。
2. 在同一次实验中，橡 皮条拉长后的结点位置 O必须保持不变。
3. 细绳套应适当长一 些，便于确定力的方向 。但不要过长，以免产 生较大的误差。
4. 在实验过程中，要始 终记录力的实际大小和 方向，不要凭主观判断 来作图。
误差来源分析
实验装置误差
包括测量仪器的精度、稳定性以及装置调整不当等 引起的误差。
操作误差
由于实验操作不熟练或操作不当引起的误差，如读 数误差、记录误差等。
环境误差
实验环境如温度、湿度、气压等因素对实验结果的 影响。
减小误差的措施
选用高精度测量仪器
提高测量仪器的精度，减小仪 器误差对实验结果的影响。
2021年高考物理一轮复习学与练2.5 实验三 验证力的平行四边形定则(精练)(原卷版)
【基础测试】1．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，有下列实验步骤：a．在桌上放一块方木板，在方木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在板上的A点．b．只用一只弹簧测力计，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧测力计的示数F′和细绳的方向，按同样比例作出力F′的图示．c．改变两个分力的大小和夹角，再做两次实验．d．记下两只弹簧测力计的示数F1、F2及结点的位置，描下两条细绳的方向，在纸上按比例作出F1和F2的图示，用平行四边形定则求出合力F.e．比较力F′与F，可以看出，它们在实验误差允许的范围内是相等的．f．把两条细绳系在橡皮条的另一端，通过细绳用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条，橡皮条伸长，使结点到达某一位置O.完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是______________(填写步骤前面的字母)．(2)下列措施中能减小实验误差的是________．A．两条细绳必须等长B．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平面平行C．拉橡皮条的细绳要稍长一些，标记同一条细绳的方向时两标记点要适当远一些D．实验前先把实验所用的两只弹簧测力计的挂钩相互钩住平放在桌面上，向相反方向拉动，检查读数是否相同，若不同，则进行调节使之相同第1 页共16 页2.某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到两条相同的橡皮筋(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：将两条橡皮筋的一端用细绳连接于结点O，两条橡皮筋的另一端分别挂在墙上的钉子A及重物C上，同时用一条细绳一端与结点O相连，另一端用钉子B固定在墙上。
(1)为完成该实验，下述操作中必需的是________。
A．测量细绳OB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E．记录细绳OB的位置F．使橡皮筋OA、细绳OB交换位置并保持O点位置不变，再重新固定细绳和橡皮筋，测量橡皮筋的长度(2)要完成该实验，该同学在操作过程中，对减小实验误差有益的做法是________。
2021年高考物理一轮复习专题测试专题02 相互作用(解析版)
2021年高考物理一轮复习专题测试专题02 相互作用一、单项选择题（每题4分，共40分）1．如图所示的实验可以用来研究物体所受到的滑动摩擦力。
当手拉木板从木块下抽出时，弹簧测力计的示数为f，由此可知（）A．木板与桌面间的滑动摩擦力等于fB．木块与木板间的滑动摩擦力等于fC．绳子对木板的拉力等于fD．人手对绳子的拉力等于f解析由于木块静止，所受滑动摩擦力等于弹簧的弹力f，B正确，A错误；绳子对木板的拉力、人手对绳子的拉力都未知，C、D错误。
答案 B2.如图所示的容器内盛有水,器壁AB部分是一个平面且呈倾斜状,有一个小物件P处于图示位置并保持静止状态,则该物体()A.可能受三个力作用B.可能受四个力作用C.一定受三个力作用D.一定受四个力作用答案B物体一定受到重力和浮力,若浮力大小等于重力,则二者可以平衡,物体与AB间没有相互作用,故可能受两个力作用;若浮力大于重力,则物体一定会受AB的弹力,由于弹力垂直于接触面向下,物体只有受到斜向下的摩擦力才能受力平衡,故物体可能受四个力;故只有B 项正确,A、C、D错误。
3.图为节日里悬挂灯笼的一种方式,A、B点等高,O为结点,轻绳AO、BO长度相等,拉力分别为F A、F B,灯笼受到的重力为G。
下列表述正确的是()A.F A一定小于GB.F A与F B大小相等C.F A与F B是一对平衡力D.F A与F B大小之和等于G答案B由题意知,A、B两点等高,且两绳等长,故F A与F B大小相等,B选项正确。
若两绳夹角大于120°,则F A=F B>G;若夹角小于120°,则F A=F B<G;若夹角等于120°,则F A=F B=G,故选项A、D错。
夹角为180°时,F A与F B才能成为一对平衡力,但这一情况不可能实现,故C项错。
4.(2020广东湛江模拟)如图所示,三根粗细均匀完全相同的圆木A、B、C堆放在水平地面上,处于静止状态,每根圆木的质量为m,截面的半径为R,三个截面圆心连线构成的等腰三角形的顶角θ=120°,若在地面上的两根圆木刚好要滑动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不考虑圆木之间的摩擦,重力加速度为g,则()A.圆木间的弹力为mgB.下面两根圆木对地面的压力均为mgC.地面上的每根圆木受到地面的作用力为mgD.地面与圆木间的动摩擦因数为答案B对A进行受力分析,如图所示,A处于平衡状态,合力为零,则有F N1sin =F N2sin,F N1 cos+F N2 cos =mg,解得F N1=F N2=mg,故A错误;对整体受力分析,受到重力、地面的支持力、B受到的向右的摩擦力和C受到的向左的摩擦力,由对称性可知,竖直方向有==mg,故B正确;对B进行研究,地面对B的作用力等于地面对B的支持力与地面对B的摩擦力的合力,大于mg,故C错误;对C,根据平衡条件得F f=F N2 sin 60°=mg×=mg,所以地面对C的摩擦力大小为mg,根据F f=μ,可得μ===,故D错误。
课标版2021高考物理一轮复习第二章相互作用实验三验证力的平行四边形定则教案202005061218
实验三验证力的平行四边形定则一、实验目的1.验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则。
2.培养应用作图法处理实验数据和得出结论的能力。
二、实验原理互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F'产生相同的效果,看F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F'在实验误差允许范围内是否相等。
三、实验器材木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺、铅笔。
四、实验步骤1.用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。
2.用图钉把橡皮条的一端固定在A点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套。
3.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条与细绳的结点伸长到某一位置O,如图所示,记录两弹簧测力计的读数,用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向。
4.只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条与细绳套的结点拉到同样的位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向。
5.改变两弹簧测力计拉力的大小和方向,再做两次实验。
五、数据处理1.用铅笔和刻度尺从结点O沿两细绳套方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边用刻度尺和三角板作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,此对角线即合力F的图示。
2.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤4中弹簧测力计的拉力F'的图示。
3.比较F与F'是否完全重合或几乎完全重合,从而验证平行四边形定则。
六、注意事项1.同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是:将两只弹簧测力计调零后互钩对拉,读数相同。
2.在同一次实验中,使橡皮条拉长时,结点的位置O一定要相同。
3.用两只弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,夹角不宜太大也不宜太小,在60°~100°为宜。
4.实验时弹簧测力计应与木板平行,读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度,在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下,拉力的数值尽量大些。
高考物理一轮复习第二章相互作用第5讲实验：验证力的
2．(实验操作)在做“验证力的平行四边形定则”实验时，下面列出的 措施中，不利于改进实验结果的是( )
A．橡皮条弹性要好，拉到 O 点时拉力应适当大些 B．两个分力 F1 和 F2 间的夹角要尽量大些 C．拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计平行贴近木板面 D．拉橡皮条的绳要细，而且要稍长一些
第二章
相互作用 第5讲 实验：验证力的平行四边形定则
微知识 验证力的平行四边形定则 1．实验目的 验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则。 2．实验原理 等效法：使一个力 F′的作用效果和两个力 F1、F2 的作用效果相同，都是 使同一条一端固定的橡皮条伸长到某点，所以这个力 F′就是那两个力 F1 和 F2 的合力。作出力 F′的图示，再根据平行四边形定则作出力 F1 和 F2 的合力 F 的图示，比较 F 和 F′的大小和方向是否相同。
3．实验器材 方木板，白纸，弹簧测力计(两个)，三角板，刻度尺，图钉(若干个)，细 芯铅笔，橡皮条，细绳套(两个)。
4．实验步骤 (1)用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。 (2)用图钉把橡皮条的一端固定在 A 点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套。 (3)用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条 伸长到某一位置 O，如图所示，记录 两弹簧测力计 的读数，用铅笔描下 O 点的位置及此时两细绳套的方向。
解析 拉力“适当”大些能减小误差；而夹角“尽量”大些，则使作 图误差变大；因此选 B 项。
答案 B
微考点·悟方法
学生用书P034
微考点 1 实验操作和误差分析 核|心|微|讲
本实验的原理是两个力共同作用的效果与一个力作用的效果相同，实 验中应正确使用器材，实验中应记录哪些数据，并理解这样做的原因。
高考物理一轮复习 第二章 相互作用 实验3 验证力的平行四边形定则课件
2实验过程中要同时记录弹簧测力计的示数及拉力方向.
【解析】 (1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一 定沿AO方向；而根据平行四边形定则作出的合力，由于误差的 存在，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是F′.
第二章
相互作用
实验三 验证力的平行四边形定则
一、实验目的 验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则． 学会用作图法处理实验数据和得出实验结论． 二、实验器材 方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两 个)、三角板、刻度尺、图钉(几个)、铅笔.
突破考点01 突破考点02 突破考点03
(2)一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，它们的作 用效果可以等效替代，故B正确．
(3)①根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作规则可 知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E.
②在C中未记下两条细绳的方向，E中未说明是否把橡皮条 的结点拉到同一位置O.
【答案】 (1)F′ (2)B (3)①C E ②C中应加上 “记下两条细绳的方向” E中应说明“把橡皮条的结点拉到 同一位置O”
(3)A的拉力超过其量程，为减小A的数值，有多种方法， 例如：使B拉力减小，减小M的重力大小，把A换成量程更大 的弹簧测力计，改变B的拉力方向等．
答案：(1)3.6 (2)D (3)使B拉力减小；减小M的重力大小；把A换成量程更大的 弹簧测力计或改变B的拉力方向等(任选两个).
突破考点02
数据处理与误差分析
(3)实验时，主要的步骤是： A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图 钉把白纸钉在方木板上； B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的 另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套； C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮 条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.记录下O点的位置， 读出两个弹簧测力计的示数；
2021高考物理一轮复习实验三验证力的平行四边形定则高效演练含解析
高考物理一轮复习实验:实验三验证力的平行四边形定则1.在“验证平行四边形定则”的实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套(如图1)。
实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。
(1)某同学在做实验时认为A.拉橡皮条的细绳套要尽量短些B.分力F1和F2的夹角要尽量大些C.拉橡皮条时，橡皮条、细绳套和测力计应平行于木板D.橡皮条弹性要好，拉力越大越好其中正确的是___________(填入相应的字母)。
(2)如图2所示，为A、B两个同学在做力的合成实验时得到的结果，其中F′为用一个弹簧测力计时的拉力，可以断定其中___________ 同学的实验结果比较符合实验事实。
(3)若两个弹簧测力计的读数均为4 N，且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直，则______(选填“能”或“不能”)用一个量程为5 N的弹簧测力计测量出它们的合力，理由是____________________________________________【解析】(1)选C。
细绳的长度太短，记录的力的方向偏差会大些，选项A错误；根据橡皮条长度，纸板大小，考虑到要作平行四边形，弹簧测力计的示数应适当大些即可，两个分力的夹角不是越大越好，选项B错误；作图时，我们是在白纸中作图，作出的是水平力的图示，若拉力倾斜，则作出图的方向与实际力的方向有较大差别，故应使各力尽量与木板面平行，否则会造成误差，选项C正确；拉力适当即可，并不是越大越好，选项D错误。
(2)实验中F是由平行四边形得出的，而F′是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮条的方向相同，而由于实验过程不可避免会存在误差，因此理论值F的方向与竖直方向总要有一定夹角，所以A比较符合实验事实。
(3)两力均为4 N，且拉力的方向相互垂直，则其合力大小为F=4 N≈5.7 N>5 N，两个力的合力超过了弹簧测力计的量程，故弹簧测力计无法测出物体所受的合力，故不能使用。
全国通用高三物理一轮复习：2-5 实验：验证力的平行四边形定则-教学PPT课件
1．本实验用作图法处理数据，要注意三个力的图示必须用 同一标度，要选取合适的标度，使力的图示在坐标纸中的比例 尽量大些． 2．根据二力平衡条件，实验得到的合力 F′一定与橡皮筋 在一条线上，用平行四边形定则作出的合力F由于实验误差偏离 此直线，可应用平行四边形图示法分析误差产生的原因．
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高三总复习 ·物理
【解析】 ③需要记录拉力的方向，⑥应该比较平行四边形 定则作出的合力 F 和实际值 F3 的大小和方向是否一样．
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高三总复习 ·物理
在做“验证力的平行四边形定则的实验”中，在水平 放置的木板上垫一张白纸， 把橡皮条的一端固定在 A 点上， 另一 端连接两根细线，然后通过细线用两个互成角度的弹簧秤来拉橡 皮条，使橡皮条伸长到某一点 O，此时需记录下： (1)________________， (2)________________， (3)________________．
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高三总复习 ·物理
(2015· 安徽 ) 在“验证力的平行四边形定则”实验中， 某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板 上，将橡皮条的一端固定在木板上一点，两个 细绳套系在橡皮条的另一端，用两个弹簧测力 计分别拉住两个细绳套， 互成角度地施加拉力， 使得橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，如图所示，请将以 下的实验操作和处理补充完整：
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高三总复习 ·物理
④按照力的图示要求，作出拉力 F1、 F2、 F3； ⑤根据力的平行四边形定则作出 F1、 F2 的合力 F； ⑥比较 ________________的一致程度，若有较大差异，对其 原因进行分析，并作出相应的改进后再进行实验．
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高三总复习 ·物理
【答案】 ③沿此时细绳的方向用铅笔描出几个点，用刻度 尺把这些点连成直线 ⑥F 和 F3
2021年高考物理一轮复习 第二章 相互作用 实验三 验证力的平行四边形定则课件
热点二
跟踪训练
(2)若两个弹簧测力计的读数均为 4 N，且两弹簧测力计拉力的方向 相互垂直，则合力为 F＝ 2F1＝4 2 N≈5.7 N＞5 N，则不能用一 个量程为 5 N 的弹簧测力计测量出它们的合力． 答案：(1)BCE (2)不能
热点三 实验的改进与创新
以本实验为背景，依据实验中操作的注意事项、误差来源设置条件，或通 过改变实验条件、实验仪器设置题目． 1．考查对实验原理的理解、实验方法的迁移 2．实验器材的改进
4．只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位 置 O，记下弹簧测力计的读数和细绳的方向． 5．改变两弹簧测力计拉力的大小和方向，再重做两次实验．
[数据处理] 1．从结点 O 沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计 的拉力 F1 和 F2 的图示，并以 F1 和 F2 为邻边作平行四边形，过 O 点画平行 四边形的对角线，此对角线即为合力 F 的图示． 2．从 O 点按同样的标度沿记录的方向作出一只弹簧测力计的拉力 F′的图 示． 3．比较 F 与 F′是否完全重合或几乎完全重合，从而验证平行四边形定则．
热点一 跟踪训练
1．(2017·山东滕州一中月考)在“验证力的平行四边形定则”的实验 中，某小组利用如图甲所示的装置完成实验，橡皮条的一端 C 固定在 木板上，用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的 O 点．
热点一 跟踪训练
(1)下列叙述正确的是( ) A．该实验中 CO 的拉力是合力，AO 和 BO 的拉力是分力 B．两次操作必须将橡皮条和绳的结点拉到相同位置 C．实验中 AO 和 BO 的夹角应尽可能大 D．在实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧 测力计的刻度线 E．实验中，只需记录弹簧测力计的读数和 O 点的位置 (2)对数据处理后得到如图乙所示的图线，则 F 与 F′两力中，方向一定 沿 CO 方向的是________． (3)本实验采用的科学方法是________．
高考物理(新高考版)一轮复习考点考法精练专题二考点5实验验证力的平行四边形定则
考点5 实验:验证力的平行四边形定则1.[2020江西南昌高三摸底,6分]在“探究求合力的方法”的实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图).实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O.(1)某同学在做该实验时认为:A.拉橡皮条的绳细一些且长一些,实验效果较好B.拉橡皮条时,弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行C.橡皮条弹性要好,拉结点到达某一位置O时,拉力要适当大些D.拉力F1和F2的夹角越大越好其中正确的是(填入相应的字母).(2)若两个弹簧测力计的读数均为4 N,且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直,则(填“能”或“不能”)用一个量程为 5 N的弹簧测力计测量出它们的合力,理由是.2.[2020吉林蛟河模拟,6分]某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验如图甲所示,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.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.(1)如果没有操作失误,图乙中的F与F'两力中,方向一定沿AO方向的是.(2)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(3)实验时,主要的步骤:A.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O,记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数;D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;E.只用一个弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数F',记下细绳的方向,按同一标度作出F'的图示;F.比较F'和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论.上述步骤中:①有遗漏重要的步骤的序号是和;②遗漏的内容分别是和.3.[组合实验,7分]在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮条、细绳、绳套和一只弹簧测力计.(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:弹力F/N伸长量x/102 m请在图1中画出Fx图象,并求得该弹簧的劲度系数k=N/m.(2)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图2所示,其读数为N;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N,请在虚线框内画出这两个共点力的合力F合的图示.(3)由画出的图示得到F合=N.4.[新角度,5分]某兴趣小组想测量一卷弹性可忽略的尼龙线可承受的最大拉力,他们选择使用拉力传感器和钢卷尺来完成实验.他们首先从整卷线上剪下一段(重力不计),穿上一个质量很小且光滑度很高的小环,然后将线两端分别固定在两根竖直杆上的适当位置A 、B ,如图所示,用拉力传感器竖直向下拉小环,并逐渐增大拉力F ,直到将线拉断.(1)第一次实验时,发现传感器的示数已经很大了但仍没有拉断尼龙线,他们分析发现剪下的尼龙线的长度不合适,应当将尼龙线长度 (填“加长”或“缩短”).(2)正确调整后进行第二次实验,竖直向下拉光滑小环,逐渐增大拉力,记录线被拉断时传感器示数.(3)该兴趣小组要想得到尼龙线可承受的最大拉力,还需要测量的物理量是 (并写出相应的符号).写出计算尼龙线可承受的最大拉力的表达式,T m = .考点5 实验:验证力的平行四边形定则 1.(1)ABC(3分) (2)不能(1分) 合力超过了量程(2分) 解析:(1)拉橡皮条的绳细一些且长一些,确定拉力方向较准确,实验效果较好,选项A 正确;拉橡皮条时,弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行,否则会影响拉力大小,选项B 正确;橡皮条弹性要好,拉结点到达某一位置O 点时,拉力适当要大些,读数的相对误差就较小,选项C 正确;拉力F 1和F 2的夹角适当就好,不是越大越好,选项D 错误.(2)若两个弹簧测力计的读数均为4 N,且两弹簧测力计拉力方向相互垂直,由平行四边形定则可知,其合力为4√2 N =5.7 N,不能用一个量程为5 N 的弹簧测力计测量出它们的合力,理由是合力大小超出了弹簧测力计的量程.2.(1)F'(1分) (2)B(1分) (3)①C(1分) E(1分) ②C 中应加上“记下两条细绳的方向”(1分) E 中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O ”(1分) 解析:(1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至O 点的拉力一定沿AO 方向;而根据平行四边形定则作出的合力,由于误差的存在,不一定沿AO 方向,故一定沿AO 方向的是F'.(2)一个力的作用效果可以与两个力的作用效果相同,它们的作用效果可以等效替代,B 正确. (3)①根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作步骤可知,有遗漏重要的步骤的序号是C 、E. ②在C 中未记下两条细绳的方向,E 中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置O .3.(1)如图甲所示(2分) 55(53~57均可)(1分) (2)2.10(1分) 如图乙所示(2分) 均可)(1分)解析:(1)根据描点法作出图象,如图甲所示.根据图象得k =ΔFΔx =55 N/m. (2)弹簧测力计的分度值为0.1 N,要估读一位,故读数为2.10 N.根据题意画出合力的图示如图乙所示.4.(1)缩短(1分)(3)两杆之间的距离d ,尼龙线的长度l (2分)Fl 2√l 2-d 2(2分) 解析:(1)对小环受力分析,如图所示.根据平衡条件得2T cos θ=F ,解得T=F 2cosθ,当尼龙线的长度缩短时,两尼龙线之间的夹角增大,则cos θ减小,故在相同大小的力作用下,拉力T 增大,更容易达到尼龙线可承受的最大拉力,故应缩短尼龙线的长度.(3)还需要测量两杆之间的距离d ,尼龙线的长度l ,由几何关系得cos θ=√l 2-d 2l ,故T m =Fl2√l 2-d 2.。
2021高考物理(新高考版)一轮复习考点考法：专题二 考点5 实验：验证力的平行
考点5 实验:验证力的平行四边形定则1.[2020江西南昌高三摸底,6分]在“探究求合力的方法”的实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图).实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O.(1)某同学在做该实验时认为:A.拉橡皮条的绳细一些且长一些,实验效果较好B.拉橡皮条时,弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行C.橡皮条弹性要好,拉结点到达某一位置O时,拉力要适当大些D.拉力F1和F2的夹角越大越好其中正确的是(填入相应的字母).(2)若两个弹簧测力计的读数均为4 N,且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直,则(填“能”或“不能”)用一个量程为 5 N的弹簧测力计测量出它们的合力,理由是.2.[2020吉林蛟河模拟,6分]某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验如图甲所示,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.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.(1)如果没有操作失误,图乙中的F与F'两力中,方向一定沿AO方向的是.(2)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(3)实验时,主要的步骤:A.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O,记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数;D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;E.只用一个弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数F',记下细绳的方向,按同一标度作出F'的图示;F.比较F'和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论.上述步骤中:①有遗漏重要的步骤的序号是和;②遗漏的内容分别是和.3.[组合实验,7分]在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮条、细绳、绳套和一只弹簧测力计.(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:弹力F/N0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50伸长量x/10-2 m0.74 1.80 2.80 3.72 4.60 5.58 6.42请在图1中画出F-x图象,并求得该弹簧的劲度系数k=N/m.(2)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图2所示,其读数为N;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N,请在虚线框内画出这两个共点力的合力F合的图示.(3)由画出的图示得到F合=N.4.[新角度,5分]某兴趣小组想测量一卷弹性可忽略的尼龙线可承受的最大拉力,他们选择使用拉力传感器和钢卷尺来完成实验.他们首先从整卷线上剪下一段(重力不计),穿上一个质量很小且光滑度很高的小环,然后将线两端分别固定在两根竖直杆上的适当位置A、B,如图所示,用拉力传感器竖直向下拉小环,并逐渐增大拉力F,直到将线拉断.(1)第一次实验时,发现传感器的示数已经很大了但仍没有拉断尼龙线,他们分析发现剪下的尼龙线的长度不合适,应当将尼龙线长度(填“加长”或“缩短”).(2)正确调整后进行第二次实验,竖直向下拉光滑小环,逐渐增大拉力,记录线被拉断时传感器示数.(3)该兴趣小组要想得到尼龙线可承受的最大拉力,还需要测量的物理量是(并写出相应的符号).写出计算尼龙线可承受的最大拉力的表达式,T m=.考点5实验:验证力的平行四边形定则1.(1)ABC(3分)(2)不能(1分)合力超过了量程(2分)解析:(1)拉橡皮条的绳细一些且长一些,确定拉力方向较准确,实验效果较好,选项A正确;拉橡皮条时,弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行,否则会影响拉力大小,选项B正确;橡皮条弹性要好,拉结点到达某一位置O点时,拉力适当要大些,读数的相对误差就较小,选项C正确;拉力F1和F2的夹角适当就好,不是越大越好,选项D错误.(2)若两个弹簧测力计的读数均为4 N,且两弹簧测力计拉力方向相互垂直,由平行四边形定则可知,其合力为4√2N=5.7 N,不能用一个量程为5 N的弹簧测力计测量出它们的合力,理由是合力大小超出了弹簧测力计的量程.2.(1)F'(1分) (2)B(1分) (3)①C(1分) E(1分) ②C 中应加上“记下两条细绳的方向”(1分) E 中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O ”(1分) 解析:(1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至O 点的拉力一定沿AO 方向;而根据平行四边形定则作出的合力,由于误差的存在,不一定沿AO 方向,故一定沿AO 方向的是F'.(2)一个力的作用效果可以与两个力的作用效果相同,它们的作用效果可以等效替代,B 正确. (3)①根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作步骤可知,有遗漏重要的步骤的序号是C 、E. ②在C 中未记下两条细绳的方向,E 中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置O .3.(1)如图甲所示(2分) 55(53~57均可)(1分) (2)2.10(1分) 如图乙所示(2分)(3)3.4(3.2~3.6均可)(1分)解析:(1)根据描点法作出图象,如图甲所示.根据图象得k =ΔF Δx =55 N/m. (2)弹簧测力计的分度值为0.1 N,要估读一位,故读数为2.10 N.根据题意画出合力的图示如图乙所示.4.(1)缩短(1分)(3)两杆之间的距离d ,尼龙线的长度l (2分)√(2分) 解析:(1)对小环受力分析,如图所示.根据平衡条件得2T cos θ=F ,解得T=F 2cosθ,当尼龙线的长度缩短时,两尼龙线之间的夹角增大,则cos θ减小,故在相同大小的力作用下,拉力T 增大,更容易达到尼龙线可承受的最大拉力,故应缩短尼龙线的长度.(3)还需要测量两杆之间的距离d ,尼龙线的长度l ,由几何关系得cos θ=√l 2-d 2l ,故T m =√.。
2021届高考物理核心考点知识归纳、典例剖析与同步练习：实验 验证力的平行四边形定则(解析版)
2021届高考物理核心知识点拨与典例剖析：验证力的平行四边形定则★重点归纳★1．实验目的：验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则.2．实验原理：等效法：使一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到某点，所以这一个力F′就是两个力F1和F2的合力，作出F′的图示，再根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示，比较F和F′的大小和方向是否都相同.3．实验器材方木板，白纸，弹簧秤(两只)，橡皮条，细绳套(两个)，三角板，刻度尺，图钉(几个).4．实验步骤①用图钉把白纸钉在水平桌面的方木板上.②用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套.③用两只弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置O，如图所示，记录两弹簧秤的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向.④用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画垂直线，按选定的标度作出这两只弹簧秤的读数F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示.⑤只用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧秤的读数和细绳的方向，用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力F′的图示.⑥比较一下，力F′与平行四边形定则求出的合力F在大小和方向上是否相同.⑦改变两个力F1与F2的大小和夹角，再重复实验两次.“验证力的平行四边形定则”实验的操作技巧、注意事项及误差分析1.正确使用弹簧秤（1）弹簧秤的选取方法是：将两只弹簧秤调零后互钩水平对拉，若两只弹簧在对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另换弹簧，直至相同为止.（2）弹簧秤不能在超出它的测量范围的情况下使用.（3）使用前要检查指针是否指在零刻度线上，否则应校正零位(无法校正的要记录下零误差).（4）被测力的方向应与弹簧秤轴线方向一致，拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦.（5）读数时应正对、平视刻度.2.实验注意事项（1）不要直接以橡皮条端点为结点，可拴一短细绳连两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点小些，以便准确地记录结点O的位置.（2）在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点O的位置一定要相同.（3）不要用老化的橡皮条，检查方法是用一个弹簧秤拉橡皮条，要反复做几次，使橡皮条拉到相同的长度看弹簧秤读数有无变化.（4）细绳套应适当长一些，便于确定力的方向.不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳末端用铅笔画一个点，取掉细绳套后，再将所标的点与O点连直线确定力的方向.（5）在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些.3.误差分析本实验误差的主要来源除弹簧秤本身的误差外，还出现读数误差、作图误差，因此读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录，两力的对边要平行.两个分力F1和F2间的夹角θ越大，用平行四边形作图得出的合力F的误差ΔF也越大，所以实验中不要把θ取得太大.但也不宜太小，以60°～100°之间为宜.★举一反三★【例1】在“探究求合力的方法”的实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，先用一个弹簧测力计拉橡皮条的另一端到某一点并记下该点的位置O；再将橡皮条的另一端系两根细绳，细绳的另一端都有绳套，用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条．(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项：。
高考物理一轮复习 专题二 相互作用 考点5 实验：验证力的平行四边形定则教案-人教版高三全册物理教案
考点5 实验:验证力的平行四边形定则考向1 实验原理和仪器的读取1.[2017全国Ⅲ,22,6分]某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上,如图(a)所示.将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外),另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长.图(a) 图(b)(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出.测力计的示数如图(b)所示,F的大小为N.(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点.此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N.(i)用5 mm长度的线段表示1 N的力,以O为作用点,在图(a)中画出力F1、F2的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力F合;(ii)F合的大小为N,F合与拉力F的夹角的正切值为.若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差X围之内,则该实验验证了力的平行四边形定则.必备知识:测力计的读数规则、力的平行四边形定则等.关键能力:读数能力、作图能力.解题指导:测力计读数时要注意向后估读一位;利用平行四边形定则作图时要严谨、细致.考向2实验操作及方法创新2.[某某高考]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”.弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置.分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向.(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为N.(2)下列不必要的实验要求是.(请填写选项前对应的字母)A.应测量重物M所受的重力D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置考法1对实验原理的理解1[2016某某高考,21,10分]某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m.如图甲所示,用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验.在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下:图甲图乙(1)若弹簧秤a、b间夹角为90°,弹簧秤a的读数是N(图乙中所示),则弹簧秤b的读数可能为N.(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°,保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变,减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角,则弹簧秤a的读数、弹簧秤b的读数(填“变大”“变小”或“不变”).(1)弹簧秤a的读数是3.00 N;弹簧OC的拉力F=kx=500×1.00×10-2 N=5.00 N,则弹簧秤b的读数可能为√5.002-3.002 N=4.00 N.(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°,保持弹簧秤a与弹簧OC夹角不变,减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角,由力的平行四边形定则和力的图示可知,弹簧秤a的读数变大,弹簧秤b的读数变大.(1)3.00(3.00~3.02)4.00(3.90~4.10)(2)变大变大1. [2015某某高考,21,10分]某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则.实验步骤:①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向.②如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧秤示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O 1、O 2,记录弹簧秤的示数F ,测量并记录O 1、O 2间的距离(即橡皮筋的长度l ).每次将弹簧秤示数改变0.50 N,测出所对应的l ,部分数据如下表所示:③找出②中F=2.50 N 时橡皮筋两端的位置,重新标记为O 、O',橡皮筋的拉力记为F OO'.④在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图乙所示.用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端达到O 点,将两笔尖的位置标记为A 、B ,橡皮筋OA 段的拉力记为F OA ,OB 段的拉力记为F OB .完成下列作图和填空:(1)利用表中数据在图丙中画出F-l 图线,根据图线求得l 0=cm .(2)测得OA=6.00 cm,OB=7.60 cm,则F OA 的大小为N .(3)在图丁中根据给出的标度,作出F OA 和F OB 的合力F'的图示.(4)通过比较F'与的大小和方向,即可得出实验结论.考法2 实验操作及误差分析2[2015某某高考,21(Ⅰ),6分]在“验证力的平行四边形定则”实验中,某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上,将橡皮条的一端固定在板上一点,两个细绳套系在橡皮条的另一端.用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套,互成角度地施加拉力,使橡皮条伸长,结点到达纸面上某一位置,如图所示.请将以下的实验操作和处理补充完整: F/N 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 l (cm) l 0 10.97 12.02 13.00 13.98 15.05(1)用铅笔描下结点位置,记为O;(2)记录两个弹簧测力计的示数F1和F2,沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点,用刻度尺把相应的点连成线;(3)只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O,记录测力计的示数F3,;(4)按照力的图示要求,作出拉力F1、F2、F3;(5)根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F;(6)比较的一致程度,若有较大差异,对其原因进行分析,并作出相应的改进后再次进行实验.使一个力F3的作用效果和两个力F1、F2的共同作用效果相同,都是让同一条一端固定的橡皮条拉伸到某点,则力F3就是这两个力F1、F2的合力.作出力F3的图示,再根据力的平行四边形定则作出力F1、F2的合力F的图示,若F和F3的大小和方向在误差允许X围内相同,则力的平行四边形定则得已验证.(3)沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点,用刻度尺把这些点连成直线(6)F和F32.在做“互成角度的两个力的合成”实验中,弹簧秤只有一个,但是某同学仍完成了该实验,实验操作后得到的数据如图所示.(1)假如你是该同学,请完成下列实验中的操作步骤:①在橡皮条的自由端拴一细绳和弹簧秤,拉动橡皮条结点到O,记录O点的位置,记下弹簧秤的示数F1和方向,作出力的图示并记录细绳的方向;②改变弹簧秤和细绳的方向,拉橡皮条的结点到位置O,使细绳在原来的方向上,弹簧秤在原来的方向上,并记录弹簧秤示数F2和方向,作出力的图示;③单独用弹簧秤拉细橡皮条的结点到位置O,并记录,作出力的图示.(2)请在方框中作图完成该同学未完成的实验数据处理.3[某某高考]小明通过实验验证力的平行四边形定则.(1)实验记录纸如图甲所示,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F1和F2的方向分别过P1和P2点;一个弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力F3的方向过P3点.三个力的大小分别为F1=3.30 N、F2=3.85 N和F3=4.25 N.请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力.图甲(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.实验装置如图乙所示,将一X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,在白纸上记录下N的轨迹.重复上述过程,再次记录下N的轨迹.图乙图丙两次实验记录的轨迹如图丙所示.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 a、F b的大小关系为.(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).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.(2)以重物为研究对象,进行受力分析.重物受到重力、水平向右的拉力和橡皮筋的拉力,重物处于静止状态时的合力为零,因两次橡皮筋的拉力方向相同,故两次橡皮筋的拉力大小相等.(3)橡皮筋的形变量和所受到的力有关,选项A错误;从题图上看,第二次运动轨迹远离O点,橡皮筋第2次的形变量大,B正确;橡皮筋两次被拉伸到相同长度,第二次对应的力小,选项C错误;拉力越大,由题图丙可得橡皮筋两次的长度差越大,故选项D正确.(4)从能在记录纸上完成实验的角度考虑有:橡皮筋不宜过长,O点应靠近木板边缘,所选标度不能过小或过大等;从能测出拉力及减小相对误差角度考虑有:拉力不宜过大或过小,两力之间夹角不宜过大或过小等;从能保证两次测量中力的作用效果相同的角度来考虑有:选用新的、弹性好的橡皮筋或换用弹性好的轻弹簧进行实验等.(1)如图所示(F合=4.6~4.9 N都算对)(2)F a=F b(3)BD(4)橡皮筋拉伸不宜过长;选用新橡皮筋.(或:拉力不宜过大;选用弹性好的橡皮筋;换用弹性好的弹簧.)3.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)和若干不同质量小重物,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.(1)为完成实验,下述操作中必需的是.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.考点5实验:验证力的平行四边形定则1.(1)4.0(2)(i)F1、F2和F合如图所示(ii)4.00.05解析:(1)由测力计的读数规则可知,读数为4.0 N.(2)(i)利用平行四边形定则作图.(ii)由图可知F合=4.0 N,从F合的顶点向x轴和y轴分别作垂线,顶点的横坐标对应长度为1 mm,顶点的纵坐标长度为20 mm,则可得出F合与拉力F的夹角的正切值为0.05.2.(1)3.6(2)D(3)①改变弹簧测力计B拉力的大小;②减小重物M的质量(或将A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B拉力的方向等).解析:(1)弹簧测力计A的读数为3.6 N.(2)验证力的平行四边形定则时,需要分别测量各个力的大小和方向,所以A选项是必要的;根据仪器使用常识,弹簧在使用前需校零,B选项是必要的;实验中力必须在同一平面内的,C选项也是必要的;实验是验证三个力的关系,只要测出三个力就可以了,所以不需要固定O点位置,D选项不必要,本题应该选D.(3)改变弹簧测力计B拉力的大小;②减小重物M的质量(或将A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B拉力的方向等).1.(1)如图1所示10.0(9.8、9.9、10.1均正确)(2)1.80(1.70~1.90均正确)(3)如图2所示(4)F OO'解析:(1)如图1所示,图线与横轴交点的横坐标即橡皮筋原长,故l0=10.0 cm.(2)由图象知橡皮筋的劲度系数k=50.0 N/m,OA、OB的长度之和是13.60 cm,原长为10.0 cm,则形变量Δx=3.60 cm,所以弹力T=kΔx=1.80 N.即F OA=1.80 N.(3)合力F'的图示如图2所示.(4)橡皮筋搭在秤钩上拉至O点和把橡皮筋挂在秤钩上拉至O点效果相同,F'应与F OO'比较.若F'与F OO'在误差X围内大小相等、方向相同,就表明力的平行四边形定则是正确的.2.(1)②弹簧秤细绳③弹簧秤的示数及方向(2)见解析图.解析:(1)实验要测出不同拉力的大小与方向,由实验可知,步骤②改变弹簧秤和细绳的方向,拉橡皮条的结点到位置O,使细绳在原来弹簧秤的方向上,弹簧秤在原来细绳的方向上,并记录弹簧秤示数F2和方向,作出力的图示;步骤③单独用弹簧秤拉细橡皮条的结点到位置O,并记录弹簧秤的示数及方向,作出力的图示.(2)根据实验数据与标度,作出两力的合力如图所示:3.(1)b、c、d (2)更换不同的小重物,即改变F G的大小解析:(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,同时记录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作出F OA和F OB合力的图示,并与第三个拉力F G相比较.因此必需操作的是b、c、d.(2)改变条件再次验证可采用更换不同小重物的方法,即改变F G的大小.。
高考物理一轮复习第二章相互作用5实验三验证力的平行四边形定则课件
②F 合的大小为________N，F 合与拉力 F 的夹角的正切值为________． 若 F 合与拉力 F 的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了 力的平行四边形定则．
[解析] (1)由测力计的读数规则可知，读数为 4.0 N. (2)①利用平行四边形定则作图； ②由图可知 F 合＝4.0 N，从 F 合的顶点向 x 轴和 y 轴分别作垂线，顶点的横坐标对应长 度为 1 mm，顶点的纵坐标长度为 20 mm，则可得出 F 合与拉力 F 的夹角的正切值为 0.05.
【典题例析】 (2020·云南昆明教学质量检测)某学生实验小组设计了一个“验证力的平行四边形 定则”的实验，装置如图甲所示，在竖直放置的木板上部附近两侧，固定两个力传感器， 同一高度放置两个可以移动的定滑轮，两根细绳跨过定滑轮分别与两力传感器连接，在 两细绳连接的结点 O 下方悬挂钩码，力传感器 1、2 的示数分别为 F1、F2，调节两个定 滑轮的位置可以改变两细绳间的夹角．实验中使用若干相同的钩码，每个钩码质量均为 100 g，取 g＝9.8 m/s2.
(2)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
休息时间到啦
同学们，下课休息十分钟。现在是休息时间，你们 休息一下眼睛，
看看远处，要保护好眼睛哦~站起来动一动，久坐 对身体不好哦~
解析：(1)由实验原理可知本实验利用等效替代法来验证“力的平行四边形定则”，图甲 中钩码的重力即合力大小，细线方向即合力方向，所以应记录钩码的个数(细线上的拉力)、 结点 O 的位置和细线方向，在用钩码和弹簧测力计一起拉橡皮筋时，一定要将橡皮筋与 细线结点的位置与步骤 B 中结点的位置 O 重合，此时应记录钩码个数、弹簧测力计示数 及对应的细线方向，分析图乙中结点的受力情况可得水平方向有 4mgcos α＝Fcos β，代 入数据得弹簧测力计的示数应为 F＝3mg＝1.5 N. (2)由(1)知是等效替代法． 答案：(1)钩码的个数(细线上的拉力) 1.5 (2)B
2021年高考物理一轮复习考点过关检测题—2.6实验：验证力的平行四边形定则
2021年高考物理一轮复习考点过关检测题2.6实验：验证力的平行四边形定则1．“验证力的平行四边形定则”的实验如图所示，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，图为白纸上根据实验要求画出的图示．（1）本实验中“等效代替”的含义是_______（A．橡皮筋可以用细绳替代B．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果C．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果D（两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代（2）图中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是____，图中____是F1（F2合力的理论值．（3）下列措施中可减小实验误差的是_______（A．拉橡皮筋的绳细些且长度适当B．拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行C（记录弹簧测力计拉力方向时，标记同一细绳方向的两点要远些D．应使拉力F1和F2的夹角为90°2．以下是某实验小组探究“二力合成规律”的过程。
(l)首先进行如下操作：①如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE;②如图乙，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。
小圆环在拉力F1（F2的共同作用下，位于O点，橡皮条伸长的长度为EO;③撤去F1（F2，改用一个力F单独拉住小圆环，仍使其位于0点，如图丙（同学们发现，力F单独作用，与F1（F2共同作用的效果是一样的，都使小圆环保持静止，由于两次橡皮条伸长的长度相同，即____，所以F等于F1（F2的合力。
(2)然后实验小组探究了合力F与分力F1（F2的关系：①由纸上O点出发，用力的图示法画出拉力F1（F2和F（三个力的方向沿各自拉线的方向，三个力大小由弹簧测力计读出）；②用虚线将拉力F的箭头端分别与F1（F2的箭头端连接，如图丁，得到的启示是____（③多次改变拉力F1（F2的大小和方向，重做上述实验，通过画各力的图示，进一步检验所围成的图形。
高考物理大一轮复习 第二章 相互作用 第5讲 实验三 验证力的平行四边形定则(2021年最新整理)
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第5讲实验三验证力的平行四边形定则1．在探究求合力的方法时,先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳．实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条．(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的________（填字母代号）．A．将橡皮条拉伸相同长度即可B．将橡皮条沿相同方向拉到相同长度C．将弹簧秤都拉伸到相同刻度D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置（2)同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是________(填字母代号)．A．两细绳必须等长B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要近些解析(1）该实验的关键是等效替代，故选B、D.答案（1）BD （2)B2．在“探究共点力合成规律"的实验中，某同学经历了以下实验步骤：A．在白纸上按比例做出两个力F1和F2的图示，根据平行四边形定则作图求出合力F；B．只用一个测力计，通过细绳把橡皮筋拉同样长度;C．记下两个测力计F1和F2的读数，并且记录它们的方向；D．在水平放置的木板上，垫一张白纸,把橡皮筋的一端固定在板上P点,用两条细绳连接在橡皮筋的另一端，通过细绳同时用两个测力计互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋与细绳的连接点到达某一位置O,并记下此位置，如上图所示；E．记下测力计的读数F′和细绳方向，按同一比例作出这个力的图示,比较这个实测合力F′和按平行四边形定则求出的合力F，看它们的大小和方向是否相近；F．用刻度尺测量出P、O之间的距离并记录；G．改变两测力计拉力的大小和方向，多次重复实验，从实验得出结论．(1）上述实验步骤有明显的错误,这个步骤是________(填选项前的字母）；正确的操作应为________。
高考物理一轮复习 2.5实验：验证力的平行四边形定则课件
下面的砝码的重力
．弹簧的长度可用刻度尺直接
测出，伸长量可以由 相等(xiāngděng)
进行计算．这样就可拉以长研后究的弹长簧度的减弹去力弹和簧弹原簧
伸来长的量长之度间的定量关系．
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3．实验器材
弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干、 4．实验步骤
坐．标纸
(1)将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出
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题型二：对实验(shíyàn)数据的处理和误差 例分析2 某同学用如图所示装置做探究弹力(tánlì)和 弹簧伸长关系的实验．他先测出不挂钩码时弹簧下 端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码， 并逐个增加钩码，读出指针所指的标尺刻度，所得 数据列表如下：(重力加速度g＝9.8 m/s2)
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【解析】实验中的分力(fēnlì)与合力的关系必须满足： |F1－F2|<F3<F1＋F2，因此B、C、D选项是可以的． (2)A (3)甲 实验中F3是竖直向下的．
【答案(dáàn)】(1)BCD (2)A (3)甲
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*1.用平木板、细绳套、橡皮条、测力计等做“验证力的平行四边形定则”的实验，为了 使实验能够(nénggòu)顺利进行，且尽量减小误差，你认为下列说法或做法能够(nénggòu) 达到上述目的的是( ) A．用测力计拉细绳套时，拉力应沿弹簧的轴线，且与水平木板平行 B．两细绳套必须等长
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【解析(jiě xī)】(1)如图所示
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(2)根据图线可以看出，标尺刻度x与钩码质量m成 一次函数关系，弹力大小与弹簧伸长(shēn chánɡ) 关系满足胡克定律．由图线可以求出弹簧的劲度系 数k，则k＝24.5 N/m.
2021届新高考物理一轮复习教学课件17.3验证力的平行四边形定则
(2)下列不必要的实验要求是( ) A．应测量重物 M 所受的重力 B．弹簧测力计应在使用前校零 C．拉线方向应与木板平面平行 D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使 O 点静止在同一位置 【答案】 D
第十七章 实验
第三节 验证力的平行四边形定则
知识梳理
1．实验原理 互成角度的两个力 F1、F2 与另外一个力 F′产生相同的效果，看 F1、F2 用平行四边形定则求出的合力 F 与 F′在实验误差允许范围内是否相等。 2．实验器材 木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度 尺。
【答案】 BD
(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。
【答案】 橡皮筋拉伸不宜过长；选用新橡皮筋。
5．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”。弹簧测力 计 A 挂于固定点 P，下端用细线挂一重物 M。弹簧测力计 B 的一端用细线系于 O 点，手持另一端向左拉，使结点 O 静止在某位置。分别读出弹簧测力计 A 和 B 的 示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录 O 点的位置和拉线的方向。
(3)根据给出的标度，在答题卡上作出 FOA 和 FOB 的合力 F′的图示。 【解析】 如图：
图2 【答案】 如图 2
(4)通过比较 F′与________的大小和方向，即可得出实验结论。 【解析】通过比较 F′和 FOO′的大小和方向，可得出实验结论。 【答案】 FOO′
4．小明通过实验验证力的平行四边形定则。 (1)实验记录纸如图甲所示，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 F1 和 F2 的方向分别过 P1 和 P2 点；一个弹簧测力计拉 橡皮筋时，拉力 F3 的方向过 P3 点。三个力的大小分别为：F1＝3.30 N、F2＝3.85 N 和 F3＝4.25 N。请根据图中给出的标度作图求出 F1 和 F2 的合力。
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考点5 实验:验证力的平行四边形定则
1.[2020江西南昌高三摸底,6分]在“探究求合力的方法”的实验中,需要将橡皮条
的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图).实验
中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到
达某一位置O.
(1)某同学在做该实验时认为:
A.拉橡皮条的绳细一些且长一些,实验效果较好
B.拉橡皮条时,弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
C.橡皮条弹性要好,拉结点到达某一位置O时,拉力要适当大些
D.拉力F1和F2的夹角越大越好
其中正确的是(填入相应的字母).
(2)若两个弹簧测力计的读数均为 4 N,且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直,则(填“能”或“不能”)用一个量程为 5 N的弹簧测力计测量出它们的合力,理由是.
2.[2020吉林蛟河模拟,6分]某同学做“验证力的平行四边形定则”的
实验如图甲所示,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.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.
(1)如果没有操作失误,图乙中的F与F'两力中,方向一定沿AO方向的
是.
(2)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
(3)实验时,主要的步骤:
A.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;
B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;
C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O,记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数;
D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;
E.只用一个弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数F',记下细绳的方向,按同一标度作出F'的图示;
F.比较F'和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论.
上述步骤中:①有遗漏重要的步骤的序号是和;
②遗漏的内容分别是和.
3.[组合实验,7分]在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮条、细绳、绳套和一只弹簧测力计.
(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:
弹力F/N 0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
伸长量0.71.82.83.74.65.56.4
x/10-2 m 4 0 0 2 0 8 2
请在图1中画出F-x图象,并求得该弹簧的劲度系数k= N/m.
(2)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图2所示,其读数为N;
同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N,请在虚线框内画出这两
个共点力的合力F合的图示.
(3)由画出的图示得到F合= N.
4.[新角度,5分]某兴趣小组想测量一卷弹性可忽略的尼龙线可承受的最大拉力,他们选择
使用拉力传感器和钢卷尺来完成实验.他们首先从整卷线上剪下一段(重力不计),穿上一个
质量很小且光滑度很高的小环,然后将线两端分别固定在两根竖直杆上的适当位置A、B,如
图所示,用拉力传感器竖直向下拉小环,并逐渐增大拉力F,直到将线拉断.
(1)第一次实验时,发现传感器的示数已经很大了但仍没有拉断尼龙线,他们分析发现剪下
的尼龙线的长度不合适,应当将尼龙线长度(填“加长”或“缩短”).
(2)正确调整后进行第二次实验,竖直向下拉光滑小环,逐渐增大拉力,记录线被拉断时传感器示数.
(3)该兴趣小组要想得到尼龙线可承受的最大拉力,还需要测量的物理量是(并写出相应的符号).写出计算尼龙线可承受的最大拉力的表达式,T m= .
考点5实验:验证力的平行四边形定则
1.(1)ABC(3分)(2)不能(1分)合力超过了量程(2分)
解析:(1)拉橡皮条的绳细一些且长一些,确定拉力方向较准确,实验效果较好,选项A正确;拉橡皮条时,弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行,否则会影响拉力大小,选
项B正确;橡皮条弹性要好,拉结点到达某一位置O点时,拉力适当要大些,读数的相对误差就较小,选项C正确;拉力F1和F2的夹角适当就好,不是越大越好,选项D错误.
(2)若两个弹簧测力计的读数均为4 N,且两弹簧测力计拉力方向相互垂直,由平行四边形定则可知,其合力为4√2 N=5.7 N,不能用一个量程为5 N的弹簧测力计测量出它们的合力,理由是合力大小超出了弹簧测力计的量程.
2.(1)F'(1分) (2)B(1分) (3)①C(1分) E(1分) ②C中应加上“记下两条细绳的方向”(1分) E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O”(1分)
解析:(1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿AO方向;而根据平行四边形定则作出的合力,由于误差的存在,不一定沿AO方向,故一定沿AO方向的是F'.
(2)一个力的作用效果可以与两个力的作用效果相同,它们的作用效果可以等效替代,B正确.
(3)①根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作步骤可知,有遗漏重要的步骤的序号是C、
E.
②在C中未记下两条细绳的方向,E中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置O.
3.(1)如图甲所示(2分) 55(53~57均可)(1分)
(2)2.10(1分) 如图乙所示(2分)
(3)3.4(3.2~3.6均可)(1分)
解析:(1)根据描点法作出图象,如图甲所示.根据图象得k=ΔF
ΔF
=55 N/m.
(2)弹簧测力计的分度值为0.1 N,要估读一位,故读数为 2.10 N.根据题意画出合力的图示如图乙所示.
4.(1)缩短(1分)
(3)两杆之间的距离d,尼龙线的长度l(2分)
√
(2分)
解析:(1)对小环受力分析,如图所示.
根据平衡条件得2T cos θ=F,解得T=F
2cos F
,当尼龙线的长度缩短时,两尼龙线之间的夹角增大,则cos θ减小,故在相同大小的力作用下,拉力T增大,更容易达到尼龙线可承受的最
大拉力,故应缩短尼龙线的长度.(3)还需要测量两杆之间的距离d,尼龙线的长度l,由几何关
系得cos θ=√F2-F2
F ,故T m=
√
.。