《探究共点力的合成法则的实验误差分析》探究共点力的合成法则的实验误差分析 - 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误差分析》探究共点力的合成法则的实验误差分析

1单选题

如图为“验证力的平行四边形定则”的实验装置示意图，橡皮条的一端固定在木板上A位置，另一端系有轻质小圆环；轻质细绳OB和OC一端系在小圆环上，另一端分别系在弹簧测力计的挂钩上．现用弹簧测力计通过细绳拉动小圆环，使橡皮条沿平行木板平面伸长至O位置．对于上述验证力的平行四边形定则的实验过程，下列说法中正确的是(　　)

A

只需记录弹簧测力计的示数

B

OB和OC绳拉力的方向应与木板平面平行

C

只需记录OB和OC绳的长度和弹簧测力计拉力方向

D

OB和OC绳的长度越短测量的误差越小

题目答案

B

答案解析

分析：

本实验中采用了两个力合力与一个力效果相同来验证的平行四边形定则，效果的相同是通过拉橡皮筋产生大小和方向相同的形变量来实现的．数据处理时：我们需要画出力的大小和方向，所以力要尽量大些可减小测量误差对实验的影响，拉橡皮筋时要拉的尽量长一点，了解误差产生的原因即可正确解答．

解答：

解：A、实验中需记录弹簧测力计拉力的大小和方向还有结点的位置，故A错误，C错误；B、为保证拉力的方向为在纸面上画出的方向，OB和OC绳拉力的方向应与木板平面平行，故B正确；D、拉橡皮条的细绳要适当长一些，以方便画出力的方向，故D错误；故选：B

点评：

在此实验中重点是作出力的图示，这样才能得以验证力的平行四边形，所以细线的方向与弹簧秤的示数是关键．

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2单选题

图甲为“探究求合力的方法”的实验装置．

(1)下列说法中正确的是{_ _}．

A．在测量同一组数据F$_1$、F$_2$和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化

B．弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下

C．F$_1$、F$_2$和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程

D．为减小测量误差，F$_1$、F$_2$方向间夹角应为90°

(2)弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为{_ _}N．



下列答案中对应填空正确的是（　　）

A
AB；5
B
AC；4
C
BC；5
D
CD；4

题目答案

B

答案解析

分析：

(1)该实验采用了“等效法”，只要明确了实验原理即可，判断选项中的各个说法是否正确，从而正确的解答本题；

(2)根据弹簧秤指针的指示可读出拉力的大小．

解答：

解：(1)A、在同一组数据中，只有当橡皮条节点O的位置不发生变化时，两个力的作用效果和一个力的作用效果才相同，才可以验证平行四边形定则，故A正确；

B、弹簧测力计拉细线时，方向不一定向下，只有把O点拉到同一位置即可，故B错误；

C、根据弹簧测力计的使用原则可知，在测力时不能超过弹簧测力计的量程，故C正确；

D、F$_1$、F$_2$方向间夹角为90°并不能减小误差，故D错误．

故选AC．

(2)由图乙弹簧秤的指针指示可知，拉力F的大小为：4.00N．

故答案为：4.00．

点评：

本题考查了“等效法”的应用和平行四边形定则等基础知识，对于这些基础知识在平时练习中要不断加强训练，以提高解题能力；同时注意弹簧秤的读数方法．

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3单选题

在“探究力的平行四边形定则”的实验中，橡皮筋A端固定在木板上，先后用两个弹簧测力计和用一个弹簧测力计通过细绳把橡皮筋的另一端B拉到同一位置O．为减小实验误差，在实验过程中(　　)

A
两弹簧测力计的拉力方向必须互相垂直
B
两弹簧测力计的拉力方向间的夹角越大越好
C
两弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行
D
两弹簧测力计的拉力大小必须相等

题目答案

C

答案解析

分析：

本实验中采用了两个力合力与一个力效果相同来验证的平行四边形定则，效果的相同是通过拉橡皮筋产生大小和方向相同的形变量来实现的．

数据处理时：我们需要画出力的大小和方向，所以力要尽量大些可减小测量误差对实验的影响，拉橡皮筋时要拉的尽量长一点，了解误差产生的原因即可正确解答．

解答：

解：A、在实验中两个分力的夹角大小适当，在作图时有利于减小误差，并非越大越好，也不需要两弹簧测力计的拉力方向一定垂直，故A、B错误；

C、测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验中因摩擦造成的误差，操作中要求弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故C正确；

D、在实验中两个分力的夹角大小适当，且二力的大小要适量大些，这样有利于减小实验中偶然误差的影响，不需要两弹簧测力计的拉力大小一定相等，故D错误；

故选：C．

点评：

本题主要考查验证力的平行四边形定则的误差分析及数据的处理，应通过实验原理及数据的处理方法去思考减少实验误差的方法．

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4多选题

(多选)在“研究互成角度两个共点力的合成”实验中，采取下列(　　)措施，可减小实验误差．

A
两个力F$_1$、F$_2$之间的夹角要尽量大些
B
两个力F$_1$、F$_2$　的大小要尽量大些
C
拉橡皮条的细绳要稍长一些
D
实验前先把所用两个弹簧秤的钩子相互钩住，平放在桌子上，向相反方向拉动，检查它们的读数是否相同．

题目答案

BCD

答案解析

分析：

实验要操作方便、数据准确，尽量减小读数的绝对误差和相对误差，通过减小误差的角度，确定操作的措施．

解答：

解：实验要方便、准确，两分力适当大点，读数时相对误差小，夹角不宜太大，也不宜太小，适当大一些．为了便于确定拉力的方向，拉橡皮条的细绳要稍长一些，实验前，先把所用的两个弹簧秤的钩子相互钩住，平放在桌子上，向相反方向拉动，检查读数是否相同，检验弹簧秤是否准确．故B、C、D准确，A错误．

故选：BCD

点评：

只有通过具体实践，才能真正的理解具体实验操作细节的意义，因此平时同学们应该加强实验实践，而不是空洞的记忆实验．

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5单选题

如图，在“探究求合力的方法”实验中，用图钉把白纸钉型水平桌面上的方木板上，并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个细绳套．用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置O．下列说法正确的是(　　)

A
两条细绳必须等长
B
两条细绳必须垂直
C
两个弹簧秤的拉力必须等大
D
两个弹簧秤必须贴近木板表面且与木板平面平行

题目答案

D

答案解析

分析：

在“探究求合力的方法”时，采用的是“等效法”，实验中把用平行四边形作出的两个力的合力与另一个合力的大小方向进行比较．

解答：

解：A、本实验中我们只需使两个力的效果与一个力的效果相同即可，细绳的长度是否相等与本实验无关，并非要求两细绳等长，也不必要求两条细绳必须垂直，故AB错误；

C、实验中弹簧弹力不能超过最大量程，大小适当即可，对其大小并没有具体要求，两弹簧示数也不一定相等，故C错误；

D、实验过程中，拉力方向与木板平行，所以弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故D正确．

故选：D．

点评：

解决本题的关键是知道“探究求合力的方法”的实验原理和注意事项，知道实验采用的是“等效法”，需要用平行四边形作出合力，难度不大，属于基础题．

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6单选题

“验证力的平行四边形定则”的实验装置如图甲所示，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)因存在实验误差，图乙中的F与F′两力中，方向不沿AO方向的是{_ _}．

(2)下列是某同学在做该实验的一些看法，其中正确的是{_ _}(填相应的字母)．

A．拉橡皮筋结点到某一位置O时，拉力要适当大些，读数时视线要正对弹簧秤刻度

B．拉橡皮筋结点到某一位置O时，两个弹簧秤之间夹角应取90°以便于算出合力大小

C．拉橡皮筋的绳线要细长，实验中弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行

D．实验中，画力的图示所选的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些

E．实验中，细绳套应该短一些，方便沿细绳方向画力的方向．

下列选项中对应填空正确的是(　　)

A
F；AB
B
F′；AB
C
F；ACD
D
F′；ACD

题目答案

C

答案解析

分析：

(1)该实验采用了“等效替代”的方法，即一个合力与几个分力共同作用的效果相同，可以互相替代，明确“理论值”和“实验值”的区别．

(2)明确实验原理，了解实验误差的存在以及具体的实验操作细节，从减小实验误差的角度进行分析即可正确解答．

解答：

解：(1)由实验可知，F是通过作图的方法得到合力的理论值，而F′是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力．故方向一定沿AO方向的是F′，方向不沿AO方向的是F，由于误差的存在F和F′方向并不在重合．

(2)A、为减小读数的误差，拉橡皮筋结点到某一位置O时，拉力要适当大些；读数时视线要正对弹簧秤刻度，故A正确；

B、平行四边形定则中两个分力的夹角是任意的，故拉橡皮筋结点到某一位置O时，两个弹簧秤之间夹角是任意的，故B错误；

C、拉橡皮筋的绳线要细长，便于确定拉力的方向；要准确地表示出拉力的大小和方向，故实验中弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行，故C正确；

D、实验中，画力的图示所选的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些，故D正确；

E、实验中，细绳套应该长一些，方便确定细绳方向．故E错误；

故选：ACD

故答案为：(1)F；(2)ACD

点评：

本实验采用的是“等效替代”的方法，即一个合力与几个分力共同作用的效果相同，可以互相替代，明确“理论值”和“实验值”的区别．

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