23-课时3 实验：探究两个互成角度的力的合成规律

第三章相互作用——力

4力的合成和分解

课时3实验:探究两个互成角度的力的合成规律

基础过关练

题组一操作步骤

1.在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,把橡皮条一端固定于P点,另一端(自由端)通过细绳套连接两个弹簧测力计a、b,并将该端拉至O点,如图所示。下

列操作不正确的是()

A.读数时,视线要垂直弹簧测力计的刻度板

B.平行于木板拉弹簧测力计,且示数不能超过最大测量值

C.改用一个弹簧测力计拉橡皮条时,自由端仍要拉到O点

D.保持弹簧测力计b的位置不变,改变弹簧测力计a的位置,重复实验

2.(2019江苏南通海安高级中学期中)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,用两个弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使它伸长到某一位置O 点。为了确定两个分力的大小和方向,这一步操作中必须记录的是()

A.橡皮条固定端的位置

B.描下O点位置、两个细绳套的方向及两个弹簧测力计的读数

C.橡皮条伸长后的总长度

D.两个弹簧测力计的读数

3.(2019山东济南一中期中)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,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:

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.在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行

D.在用两个弹簧测力计同时拉细绳时要注意使两个弹簧测力计的读数相等

E.在用两个弹簧测力计同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧测力计拉时记下的位置O

其中正确的是。(填入相应的字母)

(2)实验情况如图甲所示,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

题组二数据处理

4.(2019湖北龙泉中学期中)做“验证力的平行四边形定则”的实验时:

(1)除已有的器材(方木板、白纸、弹簧测力计、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔)外,还必须有和。

(2)在做上述实验时,在水平放置的木板上垫上一张白纸,把橡皮条的一端固定在板上,另一端结两个细绳套,通过细绳用两个互成角度的弹簧测力计拉橡皮条,使结点移到某一位置O,此时需记

下:、、,然后用一个弹簧测力计把橡皮条拉长,使结点到达,再记下。(3)在某次实验中,某同学的实验结果如图所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳结点的位置。图中是力F1与F2的合力的理论值;是力F1与F2的合力的实验值。通过把和进行比较,验证平行四边形定则。

能力提升练

题组一实验数据处理

1.(2020湖南常德一中高一期中,)某同学通过实验验证力的平行四边形定则。实

验步骤:

①将弹簧测力计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测力计的挂钩上,另一端用圆珠笔尖竖

直向下拉,直到弹簧测力计示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O1、

O2,记录弹簧测力计的示数F,测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)。每

次将弹簧测力计的示数改变0.50N,测出所对应的l,部分数据如表所示: F/N00.50 1.00 1.50 2.00 2.50

l/cm l010.9712.0213.0013.9815.05

③找出②中F=2.50N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在挂钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在挂钩上,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,使挂钩的下端达到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l0=cm。

丙

(2)测得OA=6.00cm,OB=7.60cm,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。

丁

(4)通过比较F'与的大小和方向,即可得出实验结论。

题组二实验情境创新

2.(2020湖北武汉中学高一期中,)某实验小组用一个弹簧测力计和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则,设计了如图所示的实验装置,固定在竖直木板上的量角器的直边水平,橡皮筋的一端固定于量角器的圆心O的正上方A处,另一端系绳套1和绳套2。

(1)主要实验步骤如下:

①弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋,使橡皮筋的结点到达O处,记下弹簧测力计的示数F;

②弹簧测力计挂在绳套1上,手拉着绳套2,缓慢拉橡皮筋,使橡皮筋的结点到达O 点,此时绳套1沿0°方向,绳套2沿120°方向,记下绳套1弹簧测力计的示数F1;

③根据力的平行四边形定则,计算此时绳套1的拉力F1'=F;

④比较F1和F1',即可初步验证力的平行四边形定则;

⑤只改变绳套2的方向,重复上述实验步骤。

(2)保持绳套2方向不变,绳套1从图示位置向下缓慢转动90°,此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动,关于绳套1的拉力大小的变化,下列结论正确的是。