实验3.1+验证力的平行四边形定则(抢分精讲)-剑指高考物理的13个抢分实验+Word版含解析

剑指2019年高考物理的13个抢分实验 实验3.1 验证力的平行四边形定则 抢分精讲
题型1 实验原理与操作
例1 某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图实Ⅲ－3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。

图实Ⅲ－3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；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；
E．只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力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有重要遗漏的步骤的序号是________和________；
②遗漏的内容分别是__________和____________。

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”
解析
点评：
①两次的效果相同是指两次橡皮条拉伸的方向和伸长量均相同，即需拉到同一位置O。

②用一个弹簧测力计拉时，拉力的方向一定沿橡皮条的拉伸方向。

针对训练：
1． (安徽理综)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，如图实Ⅲ－4所示。

请将以下的实验操作和处理补充完整：
(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。

答案(3)见解析(6)F和F3
题型2 实验数据的处理
例2 (山东理综)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如图实Ⅲ－5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O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2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，如图实Ⅲ－6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)利用表中数据在图实Ⅲ－7中画出F－l图线，根据图线求得l0＝________cm。

(2)测得OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则F OA的大小为________N。

(3)根据给出的标度，在图实Ⅲ－8中作出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。

答案(1)作图见解析10.0(9.8，9.9，10.1均正确) (2)1.80(1.70～1.90均正确) (3)作图见解析(4)F OO′
解析
(1)根据表格数据，作出F－l图线见下图，图线的截距即表示橡皮筋原长，因此l0＝10.0 cm。

(4)若F′与F OO′在误差范围内大小相等、方向相同，就表明力的平行四边形定则是正确的。

针对训练：
2．“探究求合力的方法”的实验装置如图实Ⅲ－9甲所示。

(1)某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图实Ⅲ－9甲所示。

其中，细绳CO对O点的拉力大小为________N；
(2)请将图甲中细绳CO和BO对O点两拉力的合力F合画在图乙上，由图求出合力的大小
F合＝________N(保留两位有效数字)；
(3)某同学对弹簧测力计中弹簧的劲度系数是多少很感兴趣，于是，他将刻度尺与弹簧测力计平行放置，如图丙所示，利用读得的数据，他得出了弹簧的劲度系数，那么，该弹簧的劲度系数k＝________N/m(保留两位有效数字)。

答案(1)2.60 (2)图见解析 5.1 (3)60
解析
(1)由图甲可读出CO对O点的拉力大小为2.60 N。

(2)在图乙上的画图如图所示，结合作图可求知合力大小为5.1 N。

(3)由图丙可知，弹簧测力计零刻度线对应5.0 mm，2. 60 N对应48.0 mm，由胡克定律，F＝kx，解得k＝F/x＝60 N/m。

题型3 创新实验设计(实验器材创新)
例3 (衡阳模拟)如图实Ⅲ－10所示，某实验小组同学利用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：
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用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数
④取下钩码，移动传感器A改变θ角
重复上述实验步骤，得到表格。

(1)根据表格数据，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
答案(1)F10.05 (2)C
解析
针对训练：
3．某同学尝试用橡皮筋等器材验证力的平行四边形定则，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与细绳连接，结点为O，细绳下挂一重物，两橡皮筋的另一端也都连有细绳。

实验时，先将一条橡皮筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子A上，另一条橡皮筋任其下垂，如图实Ⅲ－11甲所示；再将另一条橡皮筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子B上，如图实Ⅲ－11乙所示。

(1)为完成实验，下述操作中必需的是
A．两橡皮筋的另一端连接的细绳a、b长度要相同
B．要测量橡皮筋的原长
C．要测量图甲和图实Ⅲ－11乙中橡皮筋的长度
D．要记录图甲中结点O的位置及过结点O的竖直方向
E．要记录图乙中结点O′的位置及过结点O′的竖直方向
(2)对该实验“两条相同的橡皮筋”的要求的理解正确的是（）
A．橡皮筋的材料和原长相同即可
B．橡皮筋的材料和粗细相同即可
C．橡皮筋的材料、原长和粗细均要相同
答案(1)BCE (2)C
解析
情感语录
1.爱情合适就好，不要委屈将就，只要随意，彼此之间不要太大压力
2.时间会把最正确的人带到你身边，在此之前，你要做的，是好好的照顾自己
3.女人的眼泪是最无用的液体，但你让女人流泪说明你很无用
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6.我莫名其妙的地笑了，原来只因为想到了你
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8.其实你不知道，如果可以，我愿意把整颗心都刻满你的名字
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11.如此情深，却难以启齿。

其实你若真爱一个人，内心酸涩，反而会说不出话来
12.生命中有一些人与我们擦肩了，却来不及遇见；遇见了，却来不及相识；相识了，却来不及熟悉，却还要是再见
13.对自己好点，因为一辈子不长；对身边的人好点，因为下辈子不一定能遇见
14.世上总有一颗心在期待、呼唤着另一颗心
15.离开之后，我想你不要忘记一件事：不要忘记想念我。

想念我的时候，不要忘记我也在想念你
16.有一种缘分叫钟情，有一种感觉叫曾经拥有，有一种结局叫命中注定，有一种心痛叫绵绵无期
17.冷战也好，委屈也罢，不管什么时候，只要你一句软话，一个微笑或者一个拥抱，我都能笑着原谅
18.不要等到秋天，才说春风曾经吹过;不要等到分别，才说彼此曾经爱过
19.从没想过，自己可以爱的这么卑微，卑微的只因为你的一句话就欣喜不已
20.当我为你掉眼泪时，你有没有心疼过。