2.5 实验3：验证力的平行四边形定则(练习题)-2017届高三物理一轮复习(解析版)

高考物理一轮复习（必修一）第二章：力
第5课时：实验3．验证力的平行四边形定则——练1．【北京市海淀区2016届高三上学期期中考试物理试题】图5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
【答案】B
【解析】
考点：验证力的平行四边形定则
2．在验证平四边形定则的实验中，用A、B两个弹簧秤拉橡皮条的结点，使其位于O处，如图所示，此时，现在保持A读数不变化，减小角，要使结点仍在O处，可采用的办法是（）A．增大B 的读数，同时减小角B．增大B 的读数，同时增大角
C．减小B 的读数，同时减小角 D．减小B 的读数，同时增大角
【答案】C
【解析】
要保证结点不动，即保证合力不变，则由平行四边形定则作图如下：
由图可知：合力不变，A方向向合力方向靠拢即减小α角，则B的拉力应减小，同时应减小β角；故ABD 错误，C正确。

3．如图所示，在“验证力的平行四边形定则”的实验中，保持弹簧测力计A的拉伸方向不变，保持O点位置不动.
（1）使弹簧测力计B按图示位置开始沿顺时针方向缓慢转过近90度，在这个过程中，A读数的变化是，B读数变化是。

（2）使弹簧测力计B按图示位置开始沿逆时针方向缓慢转过近10度，在这个过程中，A 读数的变化是，B读数变化是。

（大小如何变化）
【答案】（1）一直减小先减小后增大（2）一直增大一直增大
图甲 图乙
4．（2016平谷零模）在“探究力的平行四边形定则”的实验中，实验装置示意图如图甲所示，其中AO 为橡皮绳，OB 和OC 为细绳，A 为固定橡皮筋的图钉， O 为橡皮筋与细绳的结点．先用两个弹簧测力计将橡皮绳的一端拉至O 点，测出两个拉力F 1和F 2；再用一个弹簧测力计将橡皮绳拉至O 点，测出其拉力F´．图乙是某同学在白纸上根据实验结果作出的力的图示．
①图乙中的F 与F´两力中，方向一定沿AO 方向的是____________ ②采取下列哪些措施可以起到减小实验误差的作用____________
A ．两个分力F 1．F 2间的夹角应大于90º
B ．两个分力F 1．F 2的大小应尽量大些
C ．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
D ．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行 【答案】① F'；② BCD ；
【解析】① 方向一定沿AO 方向的是实际橡皮筋的伸长方向，故不是利用平行四边形得出的方向，故是F′的方向；② 起到减小误差作用的是BCD ，即让两个力尽量大一些、标记点间的距离尽量远一些、测量时让力的方向与木板平行。

5．【2016·浙江卷】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500 N/m。

如图1 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1.00 cm 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2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(填“变大”、“变小”或“不变”)。

【答案】（1）3.00~3.02 3. 09~4.1（有效数不作要求）（2）变大变大
【解析】（1）由题图2可知弹簧秤a的读数是F1=3.0 N；因合力为F=kx=500×0.01 N=5 N，两分力的夹
角为90°，则另一个分力的大小为：
24.0N
F==；
（2）若弹簧秤a、b间的夹角大于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，根据力的平行四边形法则可知，弹簧秤a的读数变大，弹簧秤b的读数变大。

【考点定位】探究求合力的方法
【名师点睛】此题考查力的平行四边形法则问题。

解题的关键是弄清实验的原理，熟练掌握力的平行四边形定则；第二问是力的动态分析，要会用“图解法”画图分析解答试题。

6．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）下列的实验要求中不必要是_______．（填写选项前对应的字母，下同） A ．细线应尽可能长一些 B ．应测量重物M 所受的重力
C ．细线AO 与BO 之间的夹角应尽可能大于90°
D ．改变拉力的大小与方向，进行多次实验，每次都要使O 点静止在同一位置 （3）图丙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示，下列说法正确的是
A ．图中的F 是力F 1和F 2合力的理论值
B ．图中的F ’是力F 1和F 2合力的理论值
C ．F 是力F 1和F 2合力的实际测量值
D ．本实验将细绳都换成橡皮条，同样能达到实验目的 ④本实验采用的科学方法是
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 【答案】① 3.77~3.81N ② CD ③ BCD ④
B
点，不一定需要大于90°；只要验证两弹簧测力计拉力的合力大小等于重物的重力，方向竖直向上即可，每
1
F 图乙
P
次只需保证O 点（重物）保持静止即可，不必要每次都使O 点静止在同一位置；③在本实验中，按照平行四边形定则作出的合力F '是力1F 和2F 合力的理论值，而用一个弹簧秤拉出的的力F 是1F 和2F 合力的实际测量值，本实验将细绳都换成橡皮条，同样能达到实验目的；④本实验采用的科学方法是等效替代法.
7．【2015·安徽·21I 】在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，将橡皮条的一端固定在木板上一点，两个细绳套系在橡皮条的另一端，用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度地施加拉力，使得橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，如图所示，请将以下的实验操作和处理补充完整：
①用铅笔描下结点位置，记为O ；
②记录两个弹簧测力计的示数F 1和F 2，沿每条细绳的方向用铅笔分别描出几个点，用刻度尺把相应的点连成线；
③只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O ，记录测力计的示数F 3，_________； ④按照力的图示要求，作出拉力F 1．F 2．F 3； ⑤根据力的平行四边形定则作出F 1．F 2的合力F ；
⑥比较________________的一致程度，若有较大差异，对其原因进行分析，并作出相应的改进后再进行试验。

【答案】③沿此时细绳的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把这些点连成直线 ⑥F 和F 3 【解析】③需要记录拉力的方向。

⑥应该比较用平行四边形定则做出的合力F 和实际值F 3的大小和方
向是否一样。

8、【2014·重庆卷】为了研究人们用绳索跨山谷过程中绳索拉力的变化规律，同学们设计了如题6图3所示的实验装置，他们将不可伸长轻绳的两端通过测力计（不及质量及长度）固定在相距为D 的两立柱上，固定点分别为P 和Q ，P 低于Q ，绳长为L （L PQ >）。

他们首先在绳上距离P 点10cm 处（标记为C ）系上质量为m 的重物（不滑动），由测力计读出绳PC 、QC 的拉力大小P T 和Q T ，随后改变重物悬挂点的位置，每次将P 到C 点的距离增加10cm ，并读出测力计的示数，最后得到P T 、Q T 与绳长PC 之间的关系曲线如题6图4所示，由实验可知：
（1）曲线II 中拉力最大时，C 与P 点的距离为______cm ，该曲线为_______（选填：P T 或Q T ）的曲线.
（2）在重物从P 移动到Q 的整个过程中受到最大拉力的是______（选填：P 或Q ）点所在的立柱。

（3）在曲线I 、II 相交处，可读出绳的拉力Q T = N ，它与L 、D 、m 和重力加速度g 的关系为Q T = 。

【答案】①60（56～64） P T ②Q ③ 4.30（4.25～4.35）。