(江苏专版)2019版高考物理一轮复习 第二章 相互作用 微专题18 实验：力的平行四边形定则备考精炼

18 实验：力的平行四边形定则
[方法点拨] 验证力的平行四边形定则实验方法有多种，要理解合力和分力分别是哪些力，怎样确定合力、分力的大小和方向，怎样作力的平行四边形图形．
1．小张和小王在做“验证力的平行四边形定则”实验中，实验步骤如下：
①用图钉把白纸钉在方木板上．
②把方木板平放在桌面上，用图钉把橡皮条的一端固定在O点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套．
③小张同学用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置时，小王同学用铅笔描下结点的位置，标上字母A，如图1所示．
图1
④接着小王在两条细绳套的方向上离A点比较近的地方点下了另两个点B、C，并记录弹簧测力计的读数F1、F2.
⑤移开两弹簧测力计，从位置A画直线AB、AC，按选定的标度作出两只弹簧测力计的拉力F1、F2的图示，并用平行四边形定则作出合力F的图示．
⑥只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点再次拉到同样位置A，记下弹簧测力计的读数和细绳的方向．用刻度尺从A点按同样标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计的拉力F′的图示．
⑦比较力F′的图示与合力F的图示，看两者是否等长、同向．
⑧小张改变两个力F1和F2的大小和夹角，再次重复实验时，发现让结点回到A点不太容易，小王就在结点移过A点时用手指将其按压在A点，接着记录下两弹簧测力计的方向和示数大小．
⑨接着重复步骤⑤～⑦，最后得出结论：在误差允许的范围内，力的合成符合平行四边形定则．
(1)以上实验步骤中不恰当的是________，有错误的是________．
(2)图2是两组同学作出的图示，其中符合实际情况的是________．
图2
2．一个同学做验证力的平行四边形定则的实验器材为：方木板、白纸、大头针一盒、橡皮筋一盒、刻度尺、铅笔．实验步骤如下：
A．用几枚大头针将白纸固定在方木板上；
B．挑选三根相同的橡皮筋，将其中一端连接在一起，用刻度尺分别测量三根橡皮筋原长时的长度；
C．在白纸上适当距离固定三枚大头针A、B、C，将三根橡皮筋另一端分别套在A、B、C上，如图3所示，用刻度尺分别测量橡皮筋长度OA、OB、OC，计算并记录每根橡皮筋长度的变化量；
图3
D．去掉橡皮筋，选取适当标度，在白纸上根据OA、OB、OC的方向和________________________作出三力的图示，然后以沿OB、OC方向的力为邻边作平行四边形，作出对角线，并用刻度尺测量对角线长度，比较对角线长度、方向与沿OA方向的橡皮筋的长度变化量、方向的关系．
(1)D步骤中应填写_________________________________________________．
(2)以上实验步骤中有一处存在疏漏，请指出来并改正：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(3)下列有关实验的说法正确的是________．
A．实验前应将任意两根橡皮筋一端套在一起对拉，选择伸长量相同的橡皮筋做实验
B．应调整大头针A、B、C位置多次实验，使三根橡皮筋的结点O位置保持不变
C．实验中用橡皮筋长度的变化量表示弹力大小
D．实验中应使橡皮筋与白纸平行
3.(2018·新海中学模拟)某物理兴趣小组在“验证力的平行四边形定则”的实验中，找到两条劲度系数相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、白纸、
钉子，设计了如图4所示实验，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．
图4
(1)为完成该实验，下述操作中不必要的是________．
A．记录细绳OB的位置
B．测量每条橡皮筋的伸长量
C．记录悬挂重物后结点O的位置
D．测量细绳OB的长度
(2)为了减小实验误差，以下采取的措施必要的是______．
A．两橡皮筋必须等长，粗细相同
B．每条橡皮筋的伸长量应尽可能大
C．细绳、橡皮筋都应与竖直墙面平行
D．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些
答案精析
1．(1)④⑧(2)甲
解析(1)以上实验步骤中不恰当的是④，应该在细绳套的方向上离A点尽可能远的地方点下另两个点B、C，并记录两个弹簧测力计的读数．有错误的是⑧，改变两个力的大小和夹角，再次重复实验时，发现让结点回到A点不太容易，可以另外选择结点位置进行实验，不能在结点移过A点时用手指将其按压在A点．(2)用一只弹簧测力计拉橡皮条时，其拉力方向与OA在一条直线上，而利用平行四边形定则画出的两个力的合力F的方向可能与OA直线的方向有偏差．实验符合实际情况的是甲．
2．(1)橡皮筋长度的变化量大小(2)除了记录每根橡皮筋的长度变化量外，还需用铅笔在白纸上标记橡皮筋结点O的位置
(3)ACD
解析(1)三根橡皮筋劲度系数相同，弹力大小与长度变化量成正比．
(2)橡皮筋结点位置O与三枚大头针的连线可确定橡皮筋拉力的方向．
(3)根据胡克定律，三根橡皮筋的劲度系数相同时，可以用橡皮筋长度变化量代替弹力大小，因此实验中三根橡皮筋的劲度系数应相同，A、C选项正确；每次调整大头针位置，只需记录结点位置，根据大头针和结点位置即可确定弹力方向，B选项错误；实验中橡皮筋与白纸平行，力沿纸面，D选项正确．
3．(1)D (2)CD。