【优化探究】（新课标）2017届高三物理一轮复习 第2章 相互作用 实验3 验证力的平行四边形定则知能提升演练.docVIP

验证力的平行四边形定则 1．(多选)某同学在家中用三根相同的橡皮筋(遵循胡克定律)来探究求合力的方法，如图所示，三根橡皮筋在O点相互连接，拉长后三个端点用图钉固定在A、B、C三点．在实验中，可以通过刻度尺测量橡皮筋的长度来得到橡皮筋的拉力的大小，并通过OA、OB、OC的方向确定三个拉力的方向，从而探究求其中任意两个拉力的合力的方法．在实验过程中，下列说法正确的是(　　) A．实验过程中需要测量橡皮筋的长度以及橡皮筋的原长 B．为减小误差，应选择劲度系数尽量大的橡皮筋 C．以OB、OC为邻边作力的平行四边形，其对角线必与OA在一条直线上且长度相等 D．多次实验中O点不必固定 解析：胡克定律关系式F＝kx中的x是橡皮筋的形变量，实验时应使x适当大些可减小误差，则应选择劲度系数适当的橡皮筋，故A正确，B错误．实验有一定的误差，故以OB、OC为两邻边作力的平行四边形时，其对角线不一定与OA在一条直线上，C错误．在多次实验中，不必使O点固定，D正确． 答案：AD 2．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：有重要遗漏的步骤的序号是________和________； 遗漏的内容分别是________________和___________________． 解析：(1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿AO方向；而根据平行四边形定则作出的合力，由于误差的存在，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是F′. (2)一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，它们的作用效果可以等效替代，故B正确． (3)根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E. 在C中未记下两条细绳的方向，E中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置O. 答案：(1)F′　(2)B　(3)C　E　C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” 3.(2016·合肥一模)某同学用两个弹簧测力计、细线和橡皮条做共点力的合成实验，最后画出了如图所示的图． (1)在图上标出的F1、F2、F和F′四个力中，力________不是由弹簧测力计直接测得的，比较力F与力F′的大小和方向基本相同，这就验证了共点力合成的平行四边形定则． (2)某同学对此实验的一些说法，其中正确的是________． A．如果手头只有一个弹簧测力计，改变方法也可以完成实验 B．用两个测力计拉线时，橡皮条应沿两线夹角的角平分线 C．拉橡皮条的线要长一些，用以标记同一细线方向的两点要相距远些 D．拉橡皮条时，细线应沿弹簧测力计的轴线 E．在用一个测力计和同时用两个测力计拉线时，只需这两次橡皮条的伸长量相同就行 解析：(1)本实验是通过用两个弹簧测力计的拉力作出的平行四边形得出合力，只要合力与只用一个弹簧测力计时的拉力基本相同，则实验成功；由图可知F′是由平行四边形定则得出的，故F′不是由弹簧测力计直接测得的． (2)如果只有一个弹簧测力计，则可以交替测出各边的拉力，但要保证两次拉的时候效果相同，故A正确；只要橡皮条与线的结点两次都到达同一点即可，即两次效果相同，而对于拉力方向没有限制，橡皮条不需要与两线夹角的角平分线在同一直线上，故B错误；为了减小误差，拉橡皮条的细线需长些，标记方向的两点要远些，故C正确；只有细线和弹簧测力计的轴线在一条直线上时，弹簧的弹力才等于拉橡皮条的拉力，否则易使弹簧或指针与外壳发生摩擦，使误差增大，故D正确；在用一个测力计和同时用两个测力计拉线时，每次要使橡皮条形变的长度和方向都相同，即使结点O拉到同一位置，这样两次的效果才相同，才符合“等效替代”法，故E错误．