高中物理验证力的平行四边形定则试题

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1mm）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。

（1）用一只测力计将像皮筋的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像皮筋，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 $F_1=4.2N$和 $F_2=5.6N$。

（i）用5mm长度的线段表示1N的力，以O为作用点，在图（a）中画出力 $F_1$、 $F_2$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范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。

“研究共点力的合成”的实验情况如图所示，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，完成下列问题：

（1）实验中需要注意的事项有

A．两个分力大小必须保持一致

B．两个分力间夹角必须保持

C．将橡皮筋拉至结点O时，拉力要适当大些

D．拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行

（2）某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图所示，其中，细绳BO对O点的拉力大小为
N。

某同学做“验证力的平行四边形定则”的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）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________________________．

在“验证力的平行四边形定则”的实验中：
①下列说法中正确的是               。
A.测量同一组数据、和合力F的过程中，橡皮条与细线结点O的位置不能变化
B.拉橡皮条的细绳要适当长一些
C.、和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程
D.为了方便计算合力的大小，、方向间夹角应为
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某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，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。图乙是在白纸上根据实际结果画出的图。如果没有操作失误，图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是         。F与两力图示中，表示理论值的是              。

（1）如图为“验证力的平行四边形定则”实验，三个细线套L₁、 L₂、 L₃共系于一个结点，另一端分别系于轻质弹簧测力计A、B和重物M上，A挂于固定点P．手持B拉动细线，使结点静止于O点．

①某次实验中A的指针位置如图所示，其读数为_________N；
②实验时要在贴于竖直木板的白纸上，记录_____、______、_____和L₁、L₂、L₃的方向及M的重力。
③下列实验要求中必要的是_________（填选项的字母代号）；
A．弹簧测力计需要在实验前进行校零
B．细线套方向应与木板平面平行
C．需要用托盘天平测量重物M的质量
D．弹簧测力计B始终保持水平
（2）“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示.
①打点计时器应接入____________（填“直流”或“交流”）电源。在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离（单位：cm）。该小车的加速度a=______m/s².（结果保留两位有效数字）


②平衡摩擦力后，将5个相同的钩码都放在小车上，挂上钩码盘，然后每次从小车上取一个钩码添加到钩码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度a与钩码盘中钩码总重力F的实验数据如下表：

钩码盘中钩码总重力F（N）	0.20	0.40[	0.60	0.80	1.00
加速度a（m·s^-2）	0.69	1.18	1.66	2.18	2.70

 
请根据实验数据作出a-F的关系图像.
根据提供的试验数据作出的a-F图线不通过原点，主要原因是____________________________。
③关于这个实验下列说法正确的是_____________
A．这套装置可以用于验证牛顿第一定律
B．不可能使小车获得任意加速度
C．实验过程中每次添加钩码必须重新平衡摩擦力
D．实验过程应保证钩码和钩码盘的总质量远小于小车质量

做“验证力的平行四边形定则”的实验时：补充完整如下步骤：
（1）在水平放置的木板上固定一张白纸。
（2）把橡皮条的一端固定在木板的A点，另一端连接两根绳套。
（3）通过绳套用两个互成角度的弹簧测力计来拉橡皮条使橡皮条伸长到某一点O，并记录O点的位置。
（4）此时需记录下       和两个弹簧测力计的读数F₁、F₂。
（5）改用一个弹簧测力计把橡皮条拉长到    后，再记录下测力计拉力力的方向和弹簧测力计的读数F ′，并作出F ′的图示。
（6）用铅笔和刻度尺从力的作用点O沿两绳套的方向画直线。选好标度，按F₁、F₂的大小做两个力的图示。用三角板做平行四边形，求得合力F。
（7）比较      和F的大小和方向是否相同。

“探究合力和分力的关系”的实验情况如图甲所示，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．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．

（1）图乙中的F和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．

在11月10日，我校高三进行学业水平实验考查，小洁同学做“验证力的平行四边形定则”的实验时，主要步骤是：
（1）在水平放置的木块上铺一张白纸，把橡皮条的一端固定在板的A点，橡皮条的另一端拴有两细绳套，如图所示，两个测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条使之伸长．到达某一位置O时需记下      、      ，      ，再用一个测力计钩住细绳套把橡皮条拉长，使结点达      的位置，再记下测力计读数和细绳的方向．
（2）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，两弹簧测力计拉力的图示在图中作出，图中方格每边的长度表示1N，O是橡皮筋的一个端点．用两个直角三角板按照作图法作出合力F的图示．得到合力的大小为      N．

在验证力的平行四边形法则的实验中，通过细线用两个互成角度的弹簧秤拉橡皮条，使结点移到某一位置O．此时需要记下：①______；②______，③______．然后，只用一个弹簧秤再把橡皮条拉长，使结点到达_____，这是因为      _；再记下④______，⑤______．

在“验证平行四边形定则”的实验中，将橡皮筋的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细线，如图，用两个弹簧测力计分别钩住两细线，成一定角度地水平拉橡皮筋，记录橡皮筋与细线结点O的位置。同时还记录
 

A．橡皮筋和细线的长度	B．橡皮筋的原长和伸长量
C．两细线的长度和方向	D．两测力计的读数和两细线的方向

“验证力的平行四边形定则”实验中

（1）部分实验步骤如下，请完成有关内容：
A．将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端绑上两根细线．
B．在其中一根细线挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录：钩码个数（或细线拉力）、      、细线的方向．
C．将步骤B中的钩码取下，分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码，用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度，如图乙所示，小心调整B、C的位置，使橡皮筋与细线结点O的位置与步骤B中结点位置重合，记录      ．
（2）如果“力的平行四边形定则”得到验证，那么图乙中=     ．

在做“验证力的平行四边形定则”实验时：
(1)除已有的器材(方木板、白纸、细绳套、刻度尺、三角尺、图钉和铅笔)外，还必须有________   和____________．
(2)要使每次合力与分力产生相同的效果，必须(       )
A．每次将橡皮条拉到同样的位置
B．每次把橡皮条拉直
C．每次准确读出弹簧测力计的示数
D．每次记准细绳的方向
(3)下面的措施中，哪些是不利于减小误差，提高实验的精度(       )
A．橡皮条弹性要好，拉力要适当大些
B．两个分力F₁、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应平行贴近木板
D．拉橡皮条的细绳要细长，描出细绳拉力方向时，要在细绳正下方，稍远的距离描点

在“验证力的平行四边形定则”实验中：
（1）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

（2）其中的两个步骤是：
①在水平放置的木板上垫一张白纸并固定好，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置O点，在白纸上记下O点和两个弹簧秤的读数F₁和F₂。
②只用一个弹簧秤通过细线拉橡皮条，使它的伸长量与用两个弹簧秤拉时伸长量一样，记下此时弹簧秤的读数F和细线的方向。以上两步骤均有疏漏，请指出疏漏：
在①中是
在②中是
（3）某同学的实验记录如图甲所示．

①用如图乙的线段长度表示1 N力的大小，作出力F₁、F₂、F的图示．
②用作图的方法求出F₁、F₂的合力F′.

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．使弹簧测力计在两种情况下发生相同的形变

某同学利用如图甲所示的装置来验证力的平行四边形定则。在竖直木板上钉上白纸，固定两个滑轮A和B（绳与滑轮间的摩擦不计），三根绳子的结点为O，在左右及中间的绳端分别挂上个数为N₁、N₂和N₃的钩码，每个钩码的质量相等。当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F₁、F₂和F₃。

甲                             乙
（1）关于本实验，以下说法中正确的是
A．若钩码的个数N₁＝N₂＝2，N₃＝4时可以完成实验
B．若钩码的个数N₁＝N₂＝N₃＝4时可以完成实验
C．拆下钩码和绳子前应当用量角器量出三段绳子之间的夹角
D．拆下钩码和绳子前应当用天平测出钩码的质量
E．拆下钩码和绳子前应当标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
（2）在作图时，图乙中正确的是         （选填“A”或“B”）。