《探究共点力的合成法则的实验操作》探究共点力的合成法则的实验操作 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《探究共点力的合成法则的实验操作》探究共点力的合成法则的实验操作

1单选题

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、橡皮筋、细绳套、三角板、图钉、铅笔和橡皮擦)　外，还必须有{_ _}．

(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．每次准确读出弹簧秤的示数

D．每次记准细绳的方向

(3)如图所示是两位同学在做验证力的平行四边形定则时得到的结果，则实验结果比较符合实验事实是{_ _}图．

下列答案对应填空正确的是(　　)

A
弹簧秤；B；乙
B
弹簧秤；A；甲
C
高度计；A；乙
D
高度计；B；甲

题目答案

B

答案解析

分析：

做探究共点力合成的规律实验：我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向，用力的图示画出这三个力，用平行四边形做出两个力的合力的理论值，和那一个力(实际值)进行比较．用平行四边形画出来的是理论值，和橡皮筋同线的那个是实际值，因此明确实验原理和具体操作即可正确解答该题．

解答：

解：(1)做探究共点力合成的规律实验：我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向，用力的图示画出这三个力，用平行四边形做出两个力的合力的理论值，和那一个力进行比较．

所以我们需要的实验器材有：方木板(固定白纸)，白纸(记录方向画图)、刻度尺(选标度)、绳套(弹簧秤拉橡皮条)、弹簧测力计(测力的大小)、图钉(固定白纸)、三角板(画平行四边形)，橡皮条(让力产生相同的作用效果的)．

(2)要使每次合力与分力产生相同的效果，每次将橡皮条拉到同样的位置，即用一个力与用两个力的作用效果相同，故BCD错误，A正确．

(3)用一个弹簧测力计拉橡皮条时，拉力的方向一定沿绳子方向，如甲图中的竖直方向；根据力的平行四边形定则作出的合力，作图法得到的合力一定在平行四边形的对角线上，由于误差的存在与实验值有一定的差别，即作图得出的合力方向与竖直方向有一定的夹角，故甲图符合实验事实．

故答案为：(1)弹簧秤；(2)A；(3)甲．

点评：

探究共点力合成的规律实验需要的实验器材我们可以根据这个实验的原理(画出理论值和实际值进行比较)进行记忆，弄清楚原理自然而然的就知道哪个是理论值，哪个是实际值．

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2多选题

(多选)在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学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力的图示，下列说法中正确的是 （　　）

A
图乙中的F是力F$_1$和F$_2$合力的理论值，F′是力F$_1$和F$_2$合力的实际测量值
B
图乙的F′是力F$_1$和F$_2$合力的理论值，F是力F$_1$和F$_2$合力的实际测量值
C
在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么对实验结果没有影响
D
在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么对实验结果有影响

题目答案

BC

答案解析

分析：

由于实验误差的存在，导致F$_1$与F$_2$合成的理论值(通过平行四边形定则得出的值)与实际值(实际实验的数值)存在差别，只要O点的作用效果相同，是否换成橡皮条不影响实验结果．

解答：

解：A、B、F$_1$与F$_2$合成的理论值是通过平行四边形定则算出的值，而实际值是单独一个力拉O点的时的值，因此F′是F$_1$与F$_2$合成的理论值，F是F$_1$与F$_2$合成的实际值，故A错误，B正确；

C、D、由于O点的作用效果相同，将两个细绳套换成两根橡皮条，不会影响实验结果，故C正确，D错误．

故选BC．

点评：

掌握实验原理，从多个角度来理解和分析实验，提高分析解决问题的能力．

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3单选题

在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学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力的图示，下列说法错误的是(　　)

A
作图是F′和F不重合的误差原因之一
B
本实验中，橡皮条伸长时的结点O位置要相同
C
本实验采用的科学方法是等效替代法
D
图乙的F是力F$_1$和F$_2$合力的理论值，F′是力F$_1$和 F$_2$合力的实际测量值

题目答案

D

答案解析

分析：

实验的目的是验证力的平行四边形定则，研究合力与分力的关系，而合力与分力是等效的，要求两次拉橡皮筋要到同一位置，在实验中使用一根弹簧秤拉细线与两根弹簧秤拉细线的作用效果要相同(即橡皮条拉到同一位置)，而细线的作用是画出力的方向，弹簧秤能测出力的大小．因此细线的长度没有限制，弹簧秤的示数也没有要求，两细线的夹角不要太小也不要太大．

解答：

解：A、作图是F′和F不重合的误差原因之一，故A正确；

B、要保证两个弹簧称的拉力与一个弹簧称的拉力效果相同，橡皮条要沿相同方向伸长量相同，则O点的位置应固定，故B正确；

C、本实验采用的科学方法是等效替代法，故C正确；

D、F$_1$与F$_2$合成的理论值是通过平行四边形定则算出的值，而实际值是单独一个力拉O点的时的值，因此F′是F$_1$与F$_2$合成的理论值，F是F$_1$与F$_2$合成的实际值，故D错误；

本题选错误的，故选：D．

点评：

本实验采用是等效替代的思维方法．实验中要保证一个合力与两个分力效果相同，结点O的位置必须相同，同时要明确实验原理和步骤，以及知道实验的注意事项．

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4多选题

(多选)在“互成角度的两个力的合成”的实验中，某同学进行了以下步骤的实验：其中该同学在实验中有明显错误或疏漏的步骤是（　　）

A
用图钉把白纸钉在方木板上
B
把方木板平放在水平桌面上，用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两细绳套，记下橡皮条自由伸长时结点O的位置
C
用两个弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度的拉橡皮条，使橡皮条伸长，并记下弹簧秤的拉力大小F$_1$和F$_2$
D
按选定的标度，以F$_1$和F$_2$的大小为邻边利用刻度尺和三角板作平行四边形，画出两力所夹平行四边形的对角线为合力F
E
只用一只弹簧秤通过细绳套拉橡皮条，使橡皮伸长任意值后，记下弹簧秤的读数和细绳的方向，用刻度尺按选定的标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力F′的图示
F
比较力F′与用平行四边形定则求出的合力F在大小和方向上是否相同

题目答案

CE

答案解析

分析：

该实验采用了等效替代的方法，因此要求两次拉橡皮筋要使橡皮筋的形变相同，即将橡皮筋拉到同一点，力是矢量，因此在记录时要记录大小和方向．

解答：

解：在以F$_1$和F$_2$的大小为邻边做平行四边形时，需要知道力的大小和方向，因此步骤C中，不光要记录F$_1$和F$_2$的大小，还要记录其方向，因此有遗漏；

该实验采用了等效替代的方法，因此要求两次拉橡皮筋要使橡皮筋的形变相同，即将橡皮筋拉到同一点，而F中，使橡皮伸长任意值后，故错误，应该通过细绳把橡皮筋拉到O点．

故答案为：CE．

点评：

明确实验目的和实验步骤是对实验的基本要求，同学们要在实际实验操作去理解实验目的和实验步骤，这样才能对实验有深刻的理解．

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5单选题

有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F$_1$、F$_2$和F$_3$，回答下列问题：

①在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是{_ _}；②在作图时，你认为图2中{_ _}是正确的．(　　)

A
标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向；甲
B
量出OA、OB、OC三段绳子的长度；乙
C
用量角器量出三段绳子之间的夹角；甲
D
用天平测出钩码的质量；乙

题目答案

A

答案解析

分析：

(1)为验证平行四边形，必须作图，所以要强调三力平衡的交点、力的大小(钩码的个数)与力的方向；

(2)明确“实际值”和“理论值”的区别即可正确解答．

解答：

解：(1)为验证平行四边形定则，必须作受力图，所以先明确受力点，即标记结点O的位置，其次要作出力的方向并读出力的大小，最后作出力的图示，因此要做好记录，是从力的三要素角度出发，要记录砝码的个数和记录OA、OB、OC三段绳子的方向，故A正确，BCD错误．

故选：A．

(2)以O点为研究对象，F$_3$的是实际作用效果在OC这条线上，由于误差的存在，F$_1$、F$_2$的理论值要与实际值有一定偏差，故甲图符合实际，乙图不符合实际．

故答案为：①A ②甲

点评：

掌握三力平衡的条件，理解平行四边形定则，同时验证平行四边形定则是从力的图示角度去作图分析，明确“理论值”和“实际值”的区别．

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