高一物理寒假作业第08天实验验证力的平行四边形定则新人教版Word文件下载.docx
《高一物理寒假作业第08天实验验证力的平行四边形定则新人教版Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高一物理寒假作业第08天实验验证力的平行四边形定则新人教版Word文件下载.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
_______若合力测量值F′是准确的,则F与F′有误差的原因可能是哪些?
________________________
【参考答案】
(1)2.504.00
(2)如图所示(3)B正确测力计的读数不准确;
力的方向画的不准确
【试题解析】
(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为2.50N和4.00N。
(2)取如图所示的两格表示1.0N,则可得出F1、F2,由上图得出两力的方向;
作出平行四边形,即其对角线的长度表示力的大小,箭头的指向表示力的方向,如图所示:
求得F=4.7N。
(3)图B中的F与F′中,F是由平行四边形得出的,而F′是通过实验方法得出的,其方向一定与橡皮筋的方向相同,一定与AO共线的是F′,故选B。
若合力测量值F′是准确的,则F与F′有误差的原因可能是测力计的读数不准确;
力的方向画的不准确。
【名师点睛】本题考查弹簧测力计的读数及作力的图示,都属对基本技能的考查;
应注意读数时要注意精度及题目的要求。
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。
【知识补给】
规律方法总结
1.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,但不能超出量程范围。
(3)被测力的方向应与弹簧轴线方向一致。
(4)读数时应正对、平视刻度。
2.实验注意事项
(1)在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同。
(2)用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,其夹角不宜太小,也不宜太大,以60°
~100°
之间为宜。
(3)在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些,细绳套应适当长一些,便于确定力的方向。
(4)在同一次实验中,画力的图示选定的标度要相同,并且要恰当选定标度,使力的图示稍大一些。
3.误差分析
(1)误差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:
①拉弹簧测力计时,外壳不要与纸摩擦,弹簧测力计、细绳套、橡皮条要在同一水平面内。
②实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度,要按有效数字和弹簧测力计的精度正确读数和记录。
③作图时用刻度尺和三角板,使表示两力的对边一定要平行。
如图,用A、B两个弹簧测力计拉橡皮条的O端使其伸长到O′点。
今保持A的示数不变,当α角稍变小时(已知起初α+β=90°
),欲使橡皮条O端仍处在O′,则可用的方法是
A.使B的示数变大,角β变小
B.使B的示数变小,角β变小
C.使B的示数变小,角β变大
D.使B的示数变大,角β变大
在验证“互成角度的两个力的合成”的实验中,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测力计互成角度地拉橡皮条,另一次是通过细绳用一个弹簧测力计拉橡皮条。
(1)本实验采用的科学方法是_______
A.理想实验法B.等效替代
C.控制变量法D.建立物理模型法
(2)如图,实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条。
某同学认为在此过程中必须注意以下几项:
A.两根细绳必须等长。
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上。
C.在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行。
其中正确的是________。
(填入相应的字母)
(3)某次实验中,拉OC细绳的弹簧测力计指针位置如图所示,其读数为_______N;
图中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是______。
某同学尝试用橡皮筋等器材探究力的平行四边形定则,他找到两条相同的橡皮筋(遵循胡克定律),一个小重物、刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子,设计了如下实验:
将两橡皮筋的一端用细绳系在一起,形成结点O,并在此端系一细绳c,绳c下端挂一重物,两橡皮筋的另一端分别系上细绳套a,b。
①先用一条橡皮筋将重物挂在竖直墙的钉子A上,如图(甲)所示,作好记录;
②再用两条橡皮筋把重物挂起,a,b细绳套分别挂在钉子A和钉子B上,如图(乙)所示。
(1)为完成实验,下述操作中必需的是_________。
A.两橡皮筋的另一端连接的细绳套a,b长度要相同
B.要测量橡皮筋的原长
C.要测量图(甲)和图(乙)中橡皮筋的长度
D.要记录图(甲)中结点O的位置及过结点O的竖直方向
E.要记录图(乙)中结点O的位置及过结点O的竖直方向
(2)在正确完成上述操作后,一同学决定以实验中橡皮筋拉长时的长度代表力的大小,作平行四边形进行验证,步骤②操作中遗漏的内容是__________。
(3)在作图时,你认为图中___________(选填“甲”或“乙”)是正确的。
在验证力的平行四边形定则的实验中,有位同学做了一系列步骤,其中的两个步骤是这样做的:
(1)在水平放置的木板上垫一张白纸,把橡皮条的一端固定在木板上,另一端拴两根细线,通过细线同时用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条,使它与细线的结点达到某一位置O点,在白纸上记下O点与两个弹簧测力计的读数;
(2)只用一个弹簧测力计通过细线沿原来的方向(即两个弹簧同时拉时橡皮条伸长的方向)拉橡皮条,记下此时弹簧测力计的读数F′和细线的方向;
以上两个步骤中均有疏漏或错误,分别是:
在
(1)中__________________;
在
(2)中__________________.
(3)下图为某同学按正确的操作,得出的实验记录,O为橡皮节点的位置,F1、F2的方向分别沿OA、OB的连线方向。
用力的图示求出F1、F2的合力F=_________(保留两位有效数字,在原题上作图)。
某小组为了验证力的平行四边形定则,设计了如图甲所示的实验:
在一个半圆形刻度盘上安装两个可以沿盘边缘移动的拉力传感器A、B,两传感器的挂钩分别系着轻绳,轻绳的另一端系在一起,形成结点O,并使结点O位于半圆形刻度盘的圆心。
在O点挂上重G=2.00N的钩码,记录两传感器A、B的示数F1、F2及轻绳与竖直方向的夹角θ1、θ2,用力的图示法即可验证力的平行四边形定则。
(1)当F1=1.00N、F2=1.50N,θ1=45°
、θ2=30°
时,请在图乙中用力的图示法作图,画出两绳拉力的合力F,并求出合力F=________N。
(结果保留三位有效数字)
(2)该组同学在实验中,将传感器A固定在某位置后,再将传感器B从竖直位置的P点缓慢顺时针旋转,得到了一系列B传感器的示数F2和对应的角度θ2,作出了如图丙所示的F2θ2图象,由图丙可知A传感器所处位置的角度θ1=________。
一同学用电子秤、水杯、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品,在家中验证力的平行四边形定则。
(1)如图甲,在电子秤的下端悬挂一装满水的水杯,记下水杯________时电子秤的示数F。
(2)如图乙,将三细线L1、L2、L3的一端打结,另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉A和水杯杯带上。
水平拉开细线L1,在白纸上记下结点O的位置、__________和电子秤的示数F1。
(3)如图丙,将另一颗墙钉B钉在与O同一水平位置上,并将L1拴在其上。
手握电子秤沿着
(2)中L2的方向拉开细线L2,使____________和______________与
(2)中重合,记录电子秤的示数F2。
(4)在白纸上按一定标度作出电子秤拉力F、F1、F2的图示,根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F′的图示,若__________________,则平行四边形定则得到验证。
(1)某同学做“验证力的平行四边形定则”实验。
在第一次实验中,在水平木板上用图钉将橡皮筋一端固定,用两个弹簧测力计互成角度分别拉系在橡皮筋另一端的两细绳套,使结点拉到某点,标为O点,两弹簧测力计正确读数分别为
和
,并记录方向,然后只用一个弹簧测力计拉一个细绳套,将结点拉到O点时,正确读数为
,并记录方向。
通过作图法验证平行四边形定则时,F为合力的理论值,
为合力的实际测量值,下列图中符合实际情况的是_______。
(2)该同学第二次采用如图所示的装置做“验证力的平行四边形定则”实验。
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。
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。
(3)下列不必要的实验要求是_______。
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.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
(4)该同学在实验中保持弹簧测力计B的拉力的方向一直水平,你认为该做法科学吗?
为什么?
答:
_____________________________________________________________________。
B由题意可知:
保持
点位置不动,即合力大小方向不变,弹簧测力计A的读数不变,因此根据要求作出力的平行四边形定则,画出受力分析图如图所示。
所以由图可知
角逐渐变小时,B的示数减小,同时
角减小,故ACD错误,B正确。
(1)B
(2)C(3)2.60F'
(1)本实验采用的科学方法是等效替代,故选B。
(2)此实验中两根细绳没必要必须等长,选项A错误;
橡皮条应与两绳夹角的平分线不一定在同一直线上,选项B错误;
在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行,以减小实验的误差,选项C正确;
故选C。
(3)弹簧测力计最小刻度为0.1N,则读数为2.60N;
图中的F与F′两力中,F是两个分力合力的理论值,F'是实验值,方向一定沿AO方向。
(2)该同学的错误之处是未记录两橡皮筋拉力的方向。
(3)F3与悬挂重物的重力相等,所以方向是竖直方向,所以甲图是正确的。
(2)弹簧测力计应与木板平行,且需记录两个弹簧测力计拉力的方向需将细线结点同样再次拉到O点(3)如图所示5.0N
(1)如图所示2.01(1.97~2.05)
(2)60°
(1)F1、F2的图示及力的合成图如图所示,根据比例关系可知合力大小为2.01N。
(2)根据丙图可知,当θ2=
时,F2=2.0N,F1、F2的合力仍为重力G=2N,根据平衡条件则有:
F1cosθ1+F2cos60°
=G,F1sinθ1=F2sin60°
,解得:
F1=2N,θ1=60°
。
(1)静止
(2)细线的方向(3)结点O的位置细线的方向(4)在误差允许的范围内
(1)要测量装满水的水杯的重力,则记下水杯静止时电子秤的示数F;
(2)要画出平行