2020-2021年最新高中数学：实验验证力的平行四边形定则练习及解析

第9课时实验验证力的平行四边形定则

1．探究力的平行四边形定则的实验原理是等效原理，其等效性是指( )

A．使两分力与合力满足平行四边形定则

B．使两次橡皮筋与细绳套的结点都与某点O重合

C．使两次橡皮筋伸长的长度相等

D．使弹簧秤在两种情况下发生相同的形变

答案：B

2.

图2－6－5

在“验证力的平行四边形定则”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2－6－5所示)．实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条．某同学认为在此过程中必须注意以下几项：

A．两根细绳必须等长

B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上

C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行

其中正确的是( )

解析：该实验验证两个分力的效果等效于其合力的效果，不必要求两分力等大，故B错；与两绳长短无关，A错；但需使两分力与合力在同一平面内，故C正确．

答案：C

3．关于验证平行四边形定则的实验，请回答下列问题：

(1)在该实验中，合力与分力的概念是一种________的科学思想方法．

(2)某同学在做该实验时，弹簧测力计平行于木板如图2－6－6(a)放置，然后

记录力的大小和方向，请你指出这样操作的问题：__________________________________.

图2－6－6

(3)某同学完成该实验后得到的图形如图2－6－6(b)所示，图上所画的四个力

中，由一个弹簧测力计拉橡皮条得到的力是________．

答案：(1)等效替代

(2)弹簧测力计的轴线与细线套不在同一直线上，导致测量数据不准确

(3)F应按照实验要求做好实验，重视实验中的几个注意点．本题中的F′是

以F1、F2为邻边所作的平行四边形的对角线，故F是用一个弹簧测力计拉橡皮条得到的力．

4．图2－6－7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F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化

B．弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下

C．F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程

D．为减小测量误差，F1、F2方向间夹角应为90°

(2)弹簧测力计的指针如图2－6－8所示，由图可知拉力的大小为________ N.

解析：(1)在测量同一组数据的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化，如果变化，即受力变化，所以A选项正确；由于弹簧测力计是通过定滑轮拉结点O，定滑轮只能改变力的方向不能改变力的大小，所以弹簧测力计拉线的方向不一定要沿竖直方向，B选项错误；弹簧测力计的使用，不能超过其量程，C选项正确；两个拉力的方向合适即可，不宜太大，也不宜太小，但不一定为90°，所以D选项错误．

(2)考查弹簧测力计的读数．

答案：(1)AC (2)4.00

5．(2020·山东，23)请完成以下两小题．

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：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)为完成该实验，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：运用等效思想来验证平行四边形定则，即要验证以两力为平行四边形的邻边，作平行四边形，其对角线是否和合力相符．本小题中结点受三个力，其中两个力的合力与第三个力等大反向，故先测出各力的大小和方向，然后作出各力的图示，以两边为邻边做平行四边形，如果在实验误差范围内平行四边形的对角线与第三个力等大反向，即可验证．为测量各力的大小故需要记录橡皮筋原长、悬挂重物后的长度以及记录悬挂重物后O点位置．故应选bcd.可以通过改变小重物改变各力的大小．

答案：(1)bcd (2)更换不同的小重物