人教2.5 实验三：验证力的平行四边形定则（练）--2023年高考物理一轮复习讲练测（全国通用）（解析版）.docx

2.5 实验三：验证力的平行四边形定则
1．某物理兴趣小组的同学现利用如图所示的装置来做“验证力的平行四边形定则”实验，其中OB为橡皮筋。
（1）下列实验要求正确且必要的是___________。（填序号）
A．读弹簧测力计示数时需要正视测力计的刻度
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
（2）如图所示是甲、乙两位同学在做本实验时得到的结果，其中为用一个弹簧测力计拉橡皮筋时所受到的拉力，则其中___________（选项“甲”或“乙”）同学测得的实验结果比较符合实验事实。
（3）某次实验中两弹簧测力计的夹角为一钝角后，立即固定弹簧测力计a不动，保持O点不动且橡皮筋一直处于竖直方向，然后缓慢增大两弹簧测力计之间的夹角，则在这一过程中弹资测力计b的示数将_______（选以“变大”“变小”或“不变”）
【答案】     ABC     甲     变大
【解析】
（1）[1]A．读取弹簧测力计的示数，视线要与刻度面垂直，即正视刻度线，故A为必要的；
B．弹簧测力计是测出力的大小，所以要准确，必须在测之前校零，故B项也需要；
C．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C项也需要；
D．只需要两次拉橡皮条时，将结点拉到同一位置，改变拉力后，也需两次将结点拉到同一位置，但不需要改变拉力多次实验均到同一位置，故D项不需要。
故选ABC；
（2）[2]实际的合力应该与橡皮筋在同一条直线上，即用一根弹簧测力计的拉力与橡皮筋在同一直线上，而理论值（通过平行四边形定则作出的合力）不一定与橡皮筋的重合，所以甲同学的图示比较符合实际；
（3）[3]实验中两弹簧测力计的夹角为一钝角后，立即固定弹簧测力计a不动，保持O点不动且橡皮筋一直处于竖直方向，即合力
F保持不变，且分力Fa的方向不变，若设Fb与合力F的夹角为θ，则
Fbcosθ=F
则当缓慢增大两弹簧测力计之间的夹角时，θ角也变大，则Fb变大。
2．将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测力计。当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图甲所示，这时弹簧测力计的示数可从图中读出。
（1）由图甲可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为___________ N和___________ N；
（2）在如图乙所示的方格纸上，按作图法的要求画出这两个力及它们的合力；___________
（3）当两根细绳之间的夹角由相互垂直逐渐减小到35°时，保持橡皮筋的活动端拉到O点，两个弹簧测力计拉力的合力大小___________ （选填变大，变小，或不变）
【答案】     4.00     2.50          不变
【解析】
解：（1）[1]由图甲可读得水平方向的拉力的大小为4.00N。
[2] 竖直方向的拉力大小为2.50N。
（2）[3] 规定方格纸上每小格的边长表示0.5N，按两个分力的大小和方向在方格纸上做出两个分力的图示，然后以两个分力图示为邻边画平行四边形，再从两邻边的交点画对角线，对角线的长度表示两个分力的合力大小，方向表示合力的方向，如图所示。
（3）[4]由两个分力与合力的关系可知，无论两个分力的方向如何，只要这两个分力共同作用的效果不变，那么这两个分力的合力一定大小相等方向相同，所以当两根细绳之间的夹角由相互垂直逐渐减小到35°时，保持橡皮筋的活动端拉到O点，两个弹簧测力计拉力的合力大小不变。
3．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___________（填正确答案标号）。
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）下列说法正确的是___________（填正确答案标号）。
A．拉橡皮条的绳细一些且长一些
B．拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应靠近木板且与木板面平行
C．同一次验证过程中O点位置应相同
D．拉力F1和F2的夹角应该较小
（4）由于实验室没有细绳，在进行实验时，图甲中的OB和OC可以用橡皮条代