专题07 验证力的平行四边形定则（解析版）.doc

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1、专题07 验证力的平行四边形定则1实验原理互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F产生相同的效果，看F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F在实验误差允许范围内是否相同2实验器材木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺、铅笔3实验步骤（1）用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上（2）用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.如图1甲所示（3）用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F.（4）只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的

2、位置O，记下弹簧测力计的读数F和细绳的方向，如图乙所示（5）比较F与用平行四边形定则求得的合力F，看它们在实验误差允许的范围内是否相同4.数据处理（1）用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画直线，按选定的标度作出这两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示。（2）用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤4中只用一个弹簧测力计的拉力F的图示。（3）以F1、F2为邻边，用三角板作平行四边形，发现过O点的对角线与F几乎重合，而此时对角线为F1、F2的合力F。（4）比较F与F是否完全重合或几乎完全重合，从而得到力的合成满足平行四边形定则。5注意事项（1）同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将

3、两只弹簧测力计调零后互钩对拉，读数相同。（2）在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O的位置一定要相同。（3）用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在60100为宜。（4）实验时弹簧测力计应与木板平行，读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些。（5）细绳套应适当长一些，便于确定力的方向。不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，移开细绳套后，再将所标点与O点连接，即可确定力的方向。（6）在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍长一些。6误差分析（1）误

4、差来源：除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等（2）减小误差的办法：实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度盘，要按有效数字位数要求和弹簧测力计的精度正确读数和记录作图时使用刻度尺，并借助于三角板，使表示两力的对边一定要平行7正确使用弹簧测力计（1）将两只弹簧测力计调零后水平互钩对拉过程中，读数相同，可选；若不同，应另换或调校，直至相同为止（2）使用时，读数应尽量大些，但不能超出范围（3）被测力的方向应与轴线方向一致（4）读数时应正对、平视刻度1下列有关高中物理实验的描述中，正确的是（ ）A在“验证力的平行四边形定则”的实验中，拉橡皮筋的细绳要稍长，并且实验时要使弹簧测力计与

5、木板平面平行，同时保证弹簧的轴线与细绳在同一直线上B在“验证机械能守恒定律”的实验中，必须要用天平测出下落物体的质量C在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，弹簧必须水平使用，以克服弹簧所受重力对实验的影响D在“研究平抛物体运动”的实验中，斜槽应尽可能光滑【答案】A【解析】A在“验证力的平行四边形定则”的实验中，拉橡皮筋的细绳要稍长，并且实验时要使弹簧测力计与木板平面平行，同时保证弹簧的轴线与细绳在同一直线上，故A正确；B在“验证机械能守恒定律”实验中，不一定要测量物体的质量，因为验证动能的变化量和重力势能的变化量时，两边都有质量，可以约去比较，故B错误；C在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验

6、中，弹簧可以竖直放置，但是要考虑实验前弹簧所受重力伸长的距离，故C错误；D在“研究平抛物体运动”的实验中，要求小球每次抛出的初速度要相同而且水平，因此只要小球从同一位置静止释放即可，至于是否光滑没有影响，故D错误。故选A。2在做“验证力的平行四边行定则”实验中，假如F1的大小及方向固定不变（如图所示），那么为了使橡皮筋仍然伸长到O点，对F2来说,下面说法中正确的是_AF2可以有多个方向BF2的方向和大小可以有多个值CF2的方向和大小是唯一确定值DF2的方向是唯一的，但大小可有多个值【答案】C【解析】因一个弹簧秤的拉力大小、方向不变，而橡皮筋伸长到O点，说明合力不变，由平行四边形定则可知另一个大

7、小方向也唯一确定，故ABD错误，C正确3如图所示，在“探究求合力的方法”实验中，两弹簧测力计将橡皮条拉伸到O点，以下说法正确的是（ ）A应平行于木板拉弹簧测力计，且两个测力计都不能超过最大刻度B只需记录两个弹簧秤的示数C应保证BO、CO相互垂直D改用一只弹簧测力计拉橡皮筋时，只需保证橡皮条方向与原来一致【答案】A【解析】A拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行；并且示数不能超过最大刻度，故A正确；B记录两个弹簧秤的示数和力的方向，故B错误；C实验中不需要应保证两个拉力的方向要相互垂直，故C错误；D为了保证效果相同，改用一只弹簧测力计拉橡皮条时，不但保证橡皮条方向与原来一致而

8、且自由端仍要拉到O点，故D错误。故选A。4在“验证力的平行四边形定则”实验中，将橡皮条的一端固定在水平木板的A点，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套实验中先用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，将结点拉伸到某一位置O，如图所示再只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置两组同学得到的实验数据分别如图乙、丙所示则下列说法正确的是A两根细绳必须等长B两弹簧测力计拉力方向夹角越大误差越小C两组同学的数据，丙图更符合实际情况D橡皮筋对O点的拉力是合力，两测力计对O点的拉力是分力【答案】C【解析】实验时两根细绳没必要必须等长，长度适应即可，选项A错误；两弹簧测力

9、计拉力方向夹角大小要适当，并非越大误差越小，选项B错误；图中的F是两个分力合力的理论值，F是合力的实验值，其F的方向应该与橡皮条的方向重合，则两组同学的数据，丙图更符合实际情况，选项C正确；橡皮筋的拉力和两个弹簧测力计的拉力的合力为零，其中任意两个力的合力与第三个力等大反向，选项D错误；故选C.5在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是（）A两细绳必须等长B弹簧秤、细绳、橡皮条都应

10、与木板平行C用两弹簧秤同时拉细绳时，两弹簧秤之间的夹角应为90D拉橡皮条的细绳要短些，标记同一细绳方向的两点要近些【答案】B【解析】两细绳不一定必须等长，但是尽量长一些，选项A错误；弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，以减小实验的误差，选项B正确；用两弹簧秤同时拉细绳时，两弹簧秤之间的夹角大小适宜即可，不一定为90，选项C错误；拉橡皮条的细绳要尽量长些，标记同一细绳方向的两点要远些，可减小标记力方向的误差，选项D错误；故选B.6如图所示，在 “探究求合力的方法”实验中，橡皮条的一端固定在木板上，先用两个弹簧秤沿两个方向把橡皮条的结点拉到O点，记下两个力的大小和方向，然后改用一个弹簧秤把橡皮条的

11、结点仍拉到O点，记下力的大小和方向，整个过程操作规范根据实验数据画出力的图示，下列说法中正确的是（ ）A作力的图示时各力所用的比例标度可以不同B图中的F与F没有完全重合，说明实验存在误差C图中的F是用一个弹簧秤实验时的拉力图示D图中F的方向一定与橡皮条的伸长方向一致【答案】B【解析】A图中各个力的大小所用的比例标度相同，故A错误；B图中的F与F没有完全重合，说明实验存在误差，故B正确；C用力的平行四边形定则作出合力F，所以F是实验的理论值，图中的F是用一把弹簧秤实验时的拉力图示，故C错误；D在该实验中F为一个弹簧拉橡皮筋时的弹力，其方向一定与橡皮条的伸长方向一致，故D错误。故选B。7某同学在做

12、“验证力的平行四边形定则”的实验时，实验情况如图所示，在平整的木板上钉上一张白纸，用图钉将橡皮条的一端固定在A点，OB和OC为细绳，O点为橡皮条与细绳的结点。用两个弹簧测力计分别拉细绳OB和OC，使橡皮条伸长一定的长度，记下橡皮条与细绳的结点被拉至的位置；再用一个弹簧测力计拉橡皮条，使橡皮条与细绳的结点被拉至同一位置。下列因素对实验结果的精确性没有影响的是（ ）AOB绳和OC绳之间夹角的大小BOB绳和OC绳与木板平面是否平行C两个弹簧测力计拉力的大小D弹簧测力计外壳与木板之间的摩擦情况【答案】D【解析】AOB绳和OC绳之间夹角大小要适当，太大或者太小对实验结果都有影响，A错误；BOB绳和OC绳

13、与木板平面必须平行，否则会造成实验的误差，B错误；C两个弹簧测力计拉力的大小要适当，否则会造成实验误差，C错误；D弹簧测力计外壳与木板之间的摩擦情况，对弹簧秤的读数无影响，故不会造成误差，D正确。故选D。8某同学利用如图所示的装置验证力的平行四边形定则甲图中GE是橡皮条，轻质小圆环挂在橡皮条的下端；乙图中用两个互成角度的拉力F1、F2将小圆环拉至O点；丙图中用一个拉力F将小圆环仍拉至O点下列说法正确的是（ ）A进行乙图中的操作时，拉力F1、F2的方向一定相互垂直B乙、丙两图中，橡皮条必须沿竖直方向拉伸C乙、丙两图中，必须将小圆环拉至相同的位置D乙图操作完成后，可更换橡皮条，继续完成丙图所示的实

14、验步骤【答案】C【解析】A、本实验探究共点力合成的规律，研究合力与分力的关系，而合力与分力效果相同，对两个拉力的方向没有要求故A错误；B、橡皮条拉伸方向不一定要竖直，只要橡皮条两次拉到相同位置O点就行，故B错误；C、两次将小圆环拉至相同的位置，两个拉力与一个拉力效果相同，故C正确；D、不同的橡皮条，劲度系数不同，同一次实验不得更换橡皮条，故D错误故选C9在“验证力的平行四边形定则”的实验中，小组利用水平放置的平木板、细绳套、橡皮条、弹簧测力计等如图甲所示的装置完成实验，得到了如图乙所示的两分力、及合力的图示。（1）为了使实验能够顺利进行，且尽量减小误差，下列说法或做法有必要的是_（填正确答案标

15、号）。A使用弹簧测力计前应将弹簧测力计水平放置，然后检查并矫正零点B用弹簧测力计拉细绳套时，拉力应沿弹簧的轴线，且与水平木板平行C两细绳套必须等长D用弹簧测力计拉细绳套时，拉力应适当大些，但不能超过量程E.同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置（2）如图丙所示，用虚线连接表示和的线段的末端A、，构成一个三角形，若满足_，则说明合力与分力之间的关系满足平行四边形定则。（3）如图丁所示为测量中某一弹簧测力计的示数，该力的大小为_。【答案】ABDE AC与表示分力F2的OB长度相等，方向平行 3.00 【解析】（1）1A为了读数准确，在进行实验之前，使用弹簧测力计前应将测力计水平放置，然后检查并

16、矫正零点，故A正确；B为了减小实验中摩擦对测量结果的影响，拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板，故B正确；C为减小实验误差，细绳套应适当长些，两细绳套不必等长，故C错误；D为减小实验误差，用弹簧测力计拉细绳套时，拉力应适当大些，但不能超过量程，故D正确；E为使力的作用效果相同，同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置，故E正确。故选ABDE。（2）2由平行四边形定则可知若AC与表示分力F2的OB长度相等，方向平行，则说明合力与分力之间的有关系满足平行四边形定则。（3）3根据图丙可知，最小刻度为0.1N，再估读一位，读出力的值为3.00N。10某同学利用如图所示的器材验证“力的平

17、行四边形定则“。在倾斜桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮，其中，滑轮P1固定在桌子边，滑轮P2、P3可沿桌边移动。将三根绳子结在同一点O，如图所示。每根绳子另一端系一个沙桶，当系统达到平衡时，称出每个沙桶及沙的总质量可得出三根绳子的拉力FT1、FT2和FT3，回答下列问题：（1）系统平衡后，固定滑轮的位置，改变桌面的倾斜角度，O点位置_（填“会”或“不会”）移动；（2）在拆下钩码和绳子前，必要的一个步骤是_；A标记结点O的位置，并记录三段绳子的方向B量出三段绳子的长度C用量角器量出OP2与OP3两段绳子之间的夹角（3）系统平衡后，增加P3挂着的沙桶中沙的质量，改变P2挂着的沙桶中

18、沙的质量并将P2_（填“逆时针”或“顺时针”）移动，可使结点O位置不动。【答案】不会 A 逆时针 【解析】（1）1系统平衡后，固定滑轮的位置，改变桌面的倾斜角度，O点位置保持不变，因为改变桌面的倾斜角度没有改变三段绳子的拉力大小及方向，所以O点位置不会移动。（2）2A标记结点O的位置，并记录三段绳子的方向，这个步骤必要，所以A正确；B不需要量出三段绳子的长度，所以B错误；C也不需要用量角器量出OP2与OP3两段绳子之间的夹角，只需要记录三个拉力的方向与大小，所以C错误；故选A。（3）3三力平衡，三力可构成一个闭合的三角形，结点O位置不动及绳子拉力FT1大小方向不变，绳子的拉力FT3方向不变大小

19、增大，则绳子的拉力FT2的变化如图所示所以要使结点O位置不动，应将P2逆时针转动。11某同学用如图所示的实验装置来验证“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点的位置和拉线的方向。（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）下列必要的实验要求是_；（请填写选项前对应的字母）A应测量重物M所受的重力B拉线方向应与木板平面平行C改变拉力，进行多次实验，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

20、簧测力计A的指针稍稍超出量程，可以在保持OB方向不变的情况下_（填“增大”或“减小”）水平拉力FB。【答案】3.80 AB 减小 【解析】(1)1弹簧测力计读数，每1N被分成10格，则1格就等于0.1N，由图可知，读数为3.80N。(2)2 A实验通过作出三个力的图示，来验证“力的平行四边形定则”，因此重物的重力必须要知道；故A正确；B拉线方向必须与木板平面平行，这样才确保力的大小准确性；故B正确；C当结点O位置确定时，弹簧测力计A的示数也确定，由于重物的重力已确定，两力大小与方向均一定，因此弹簧测力计B的大小与方向也一定，所以不需要改变拉力多次实验。故C错误。故选AB。(3)3对结点分析可知

21、，结点受到的B的拉力、A的拉力以及重物的拉力三力平衡，当弹簧测力计A超出其量程，则说明弹簧测力计B与重物这两根细线的力的合力已偏大。所以可以减小拉B的力。12用如图所示的器材和方法可以探究“两个互成角度的力的合成规律”，在圆形桌子透明桌面上平铺固定一张白纸，在桌子边缘安装三个不计摩擦的滑轮，其中，滑轮固定在桌子边，滑轮、可沿桌边移动。第一次实验中，步骤如下：A在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，并使结点静止；B在白纸上描下点的位置和三根绳子的方向，以点为起点，作出三拉力的图示；C以绕过、绳的两个力为邻边作平行四边形，作出点为起点的平行四边形的对角线，量出对角线的长度；D检验对角线的长度和绕过绳拉力

22、的图示的长度是否一样，方向是否在一条直线上。（1）下列说法正确的是_A改变滑轮、的位置和相应绳上钩码的数量进行第二次实验，绳的结点必须与第一次实验中白纸上描下的点重合B实验中，若桌面不水平会影响实验的结论C若将细绳更换成橡皮筋进行实验不会影响实验结果D作三个拉力图示的时候可以采用各自不同的标度（2）这次实验中，若一根绳挂3个钩码，另一根绳挂4个钩码，则第三根绳挂的钩码数量应大于_个且小于_个。（所有钩码质量相同）【答案】C 1 7 【解析】(1)1A改变滑轮、的位置和相应绳上钩码的数量进行第二次实验，绳的结点可以与第一次实验中白纸上描下的点不同，A错误；B实验中，若桌面不水平，钩码平衡后绳上的

23、拉力仍与钩码重力相等，不会影响实验的结论，B错误；C细绳主要是用来确定力的方向，故将细绳更换成橡皮筋进行实验不会影响实验结果，C正确；D作三个拉力图示的时候必须采用相同的标度，D错误。故选C。(2)23平衡稳定时，第三根绳上的拉力与前两根绳上拉力的合力相等，若一根绳挂3个钩码，另一根绳挂4个钩码，合力大小介于1个钩码的重力到7个钩码的重力之间，故第三根绳挂的钩码数量应大于1个且小于7个。13某同学利用实验室准备好的木板、白纸、图钉、刻度尺、三条完全相同的橡皮筋、和（在弹性限度内，橡皮筋中弹力与伸长量的关系满足胡克定律），设计实验验证力合成的规律。（1）实验的部分步骤如下，则正确顺序为_。将另一

24、端的绳套用图钉固定在木板上；用手分别沿两个方向拉着和的另外一端的绳套到不同位置；把三条橡皮筋的一端系在一起形成结点，、和另一端分别系上细绳套，使得结点与绳套间的橡皮筋长度相同并测量结点与绳套间的橡皮筋原始长度；记录三条橡皮筋结点位置及所在的方向，并用刻度尺测量它们现在的长度。（2）选择相同的单位标度后，分别沿三条橡皮筋的方向，画出三条橡皮筋伸长量、，并以、为邻边做平行四边形，画出其对角线，在误差允许的范围内，若_与_（均填“”“”“”或“”）满足等大反向关系，即可验证力的平行四边形定则。（3）关于该实验，以下说法正确的是_。A拉伸橡皮筋时，三条橡皮筋的拉伸方向均应与木板平行B若保持和的长度不变

25、，减小二者之间夹角，则的长度增加C为再次验证实验结论是否正确，重复实验时必须把结点拉到同一位置D橡皮筋的反向延长线一定是以和的伸长量为邻边做的平行四边形的角平分线【答案】 AB 【解析】（1）1结合各步骤间的关系分析可知正确顺序为；（2）23为的伸长量，是以、为邻边做平行四边形画出的对角线，若该两者等大反向，则可验证力的平行四边形定则成立；（3）4AB拉伸橡皮筋时，三条橡皮筋的拉伸方向均应与木板平行，若保持和的长度不变，减小二者之间夹角，根据二力合成及三力平衡可得的长度增加，则AB正确；CD为再次验证实验结论是否正确，重复多次实验时不必把结点拉到同一位置，由于实验存在误差，则橡皮筋的反向延长线

26、不一定与以和的伸长量为邻边做的平行四边形的角平分线完全在一条直线上，则CD错误；故选AB。14甲同学尝试用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计a挂于固定点c，下端用细线挂一重物Q。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点的位置和拉线的方向。（1）图中弹簧测力计a的示数为_N。（2）下列必要的实验要求是_。（请填写选项前对应的字母）A应测量重物Q所受的重力B弹簧测力计应在使用前校零C拉线方向应与木板平面平行D改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置（3）乙同学换用两

27、个弹簧测力计拉橡皮筋到O点，两弹簧测力计读数分别为F1和F2，用一个弹簧测力计拉橡皮筋到O点时读数为F，通过作图法验证平行四边形定则时，图中符合实际情况的是_。A BC D【答案】5.80 ABC C 【解析】（1）1如图所示弹簧测力计，每1N被分成10格，则1格就等于0.1N，所以图中弹簧测力计a的示数为5.80N。（2）2A实验通过作出三个力的图示，来验证“力的平行四边形定则”，因此重物Q所受的重力必须要测量，故A正确；B实验中用弹簧测力计测出力的大小，所以必须在使用前校零，故B正确；C拉线方向必须与木板平面平行，这样才能使各力在同一平面内，故C正确；D改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止，但不必静止在同一位置，故D错误。（3）3实际测量的合力F与橡皮筋在同一条直线上，由平行四边形定则作出的合力F为理论值，与实际值F有一定的偏差，故C正确，A、B、D错误。学科网（北京）股份有限公司