2019版高考物理总复习 实验创新增分 专题三 验证力的平行四边形定则能力训练

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1、实验三验证力的平行四边形定则1．(2016·浙江高考)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500N/m。如图甲所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧伸长1.00cm不变的条件下，(1)若弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读数是________N(图乙中所示)，则弹簧秤b的读数可能为________N。(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数________，弹簧秤b的读数________。(均填“变大”

2、“变小”或“不变”)答案　(1)3.00(3.00～3.02)　4.00(3.90～4.10)(2)变大　变大解析　(1)弹簧秤的读数应注意估读，由题图乙可知弹簧秤a的读数为3.00N。由题意知弹簧OC的弹力大小FOC＝kx＝5N，即弹簧秤a、b的合力大小应当等于5N，因为它们之间的夹角为90°，当a的读数为3.00N时，b的读数理论值应为4.00N。(2)对O点受力分析，作力的矢量三角形如图所示，保证O点不动的前提下，弹簧OC的拉力为定值，在弹簧秤a、b夹角大于90°的前提条件下，若让弹簧秤b与OC夹角减小，由图可知弹簧秤a的拉力应该变大，b的拉力

3、也变大。2．(2017·全国卷Ⅲ)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)用一只测力计将橡皮筋的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橡皮筋，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

4、所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1＝4.2N和F2＝5.6N。①用5mm长度的线段表示1N的力，以O点为作用点，在图(a)中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合；图(a)图(b)②F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。答案　(1)4.0(2)①图见解析　②4.0　0.05解析　(1)由题给测力计示数可知，读数为4.0N。(2)作图，F2长度为28mm，F1长度为21mm，

5、平行四边形如图，量出合力长度约为20mm，大小代表4.0N，量出合力箭头处到y轴距离和所作合力在y轴上投影长度，其比值就是F合与拉力F的夹角的正切值。3.为了探索弹力和弹簧伸长量的关系，小明同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示图象。则：(1)图象不过坐标原点的原因是__________________________。(2)从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，而使图象上端成曲线，图象上端弯曲的原因是_____________________________。(3)若将重为2N的物体分别挂在两弹簧的下端，则弹簧甲的伸

6、长量为________m，弹簧乙的伸长量为________m。答案　(1)弹簧不是轻质的，重力不能忽略(2)已超过弹簧的弹性限度(3)5×10－2　3×10－2解析　(1)由题图看出，在不挂钩码的情况下两弹簧均有2×10－2m的伸长量，说明两弹簧均不是轻质的，在自身重力作用下就会有一定的伸长量。(2)由胡克定律可知，在弹性限度内，弹簧弹力的大小F与其伸长(或压缩)的长度x成正比，因此，题图中图象上端成曲线说明弹簧已经超出了弹性限度。(3)由图可知，当钩码重量为2N时，对应的纵坐标分别为5cm和3cm，所以弹簧甲的伸长量为5×10－2m，乙的伸长量为3

7、×10－2m。4．(2017·河北武邑中学质检)某同学用如图所示的实验装置“验证力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细线的方向。(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N。(2)下列实验要求不必要的是________(填选项前对应的字母)。A．应测量重物M所受的重力B．弹簧测力计应在使用前校零C．细线方向应与木板平面平行D．改变拉力，进行多次

8、实验，每次都要使O点静止在同一位置(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请你提出两个解