高中物理人教版（2019）必修第一册同步练习：第三章补充实验专题验证力的平行四边形定则_试卷库

1、

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（位于图示部分除外），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．

（i）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，然后按平形四边形定则画出它们的合力F_合；

（ii）F_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．

2、某同学用以下器材，验证力的平行四边形定则并测量橡皮筋的劲度系数：

刻度尺、橡皮筋、装有水的矿泉水瓶(总质量为 $\text{[math]}$ )、量角器和细线若干条，实验时始终没有超过橡皮筋的弹性限度.

a.将橡皮筋上端固定，下端系一段细线1，让其自然下垂，用刻度尺测出橡皮筋的长度为 $\text{[math]}$ ；

b.将矿泉水瓶通过细线连接在橡皮筋下端，待矿泉水瓶静止后用刻度尺测出此时橡皮筋的长度 $\text{[math]}$ ；

c.如图所示，用另一根细线2的一端系在细线1与橡皮筋结点处，通过细线2的另一端将矿泉水瓶缓慢拉起，该过程中保持细线2与橡皮筋垂直，用量角器测得最终橡皮筋偏离竖直方向的夹角为 $\text{[math]}$ ，并用刻度尺测出此时橡皮筋的长度为 $\text{[math]}$ .

(1)若当地的重力加速度大小为 $\text{[math]}$ ，则橡皮筋的劲度系数 $\text{[math]}$ .

(2)若 $\text{[math]}$ 满足 .则说明力的平行四边形定则成立.

3、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1000N/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。

(1)若弹簧伸长1.00cm，弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的示数为 N（如图乙所示），则弹簧秤b的示数为 N。

(2)在保持（1）中弹簧秤a的示数和方向不变的条件下，若增大弹簧OC的伸长量，则弹簧秤b的示数，与弹簧OC间的夹角（锐角）（均填“变大”“变小”或“不变”）。

4、在做“验证力的平形四边形定则”的实验时：

(1)下列叙述正确的是____(填选项前的字母). (1)

A . 同一实验过程中，结点的位置必须都拉到同一位置O点，不能随意变动 B . 用两只弹簧测力计拉橡皮条时，应使两细绳之间的夹角为90°，以便于算出合力的大小 C . 两个分力的夹角越大越好 D . 必须使分力与合力在同一平面内

(2)如果实验情况如图中①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②是在白纸上根据实验结果画出的图.

在图②中的F与F'两力中，方向一定沿AO方向的是 .

5、一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中做验证力的平行四边形定则的实验。

⑴如图甲，在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶静止时电子秤的示数F；

⑵如图乙，将三根细线 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的一端打结，另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉A和水壶杯带上。水平拉开细线 $\text{[math]}$ ，在白纸上记下结点O的位置、和电子秤的示数 $\text{[math]}$ ；

⑶如图丙，将另一颗墙钉B钉在与O同一水平位置上，并将 $\text{[math]}$ 拴在其上.手握电子秤沿着(2)中 $\text{[math]}$ 的方向拉开细线L，使三根细线的方向与(2)中重合，记录电子秤的示数 $\text{[math]}$ ；

⑷在白纸上按一定标度作出电子秤拉力F.F.F 的图示，根据平行四边形定则作出Fi.Fz 的合力，F′的图示，若，则力的平行四边形定则得到验证.

6、某同学在探究“力的合成的平行四边形法则”的实验中，利用图钉、平板、橡皮条、弹簧秤及铅笔刻度尺进行有关实验。

(1)图中B测力计的示数为N。（本实验用的弹簧测力计示数的单位为N）

(2)在做实验时，橡皮条的一端固定在木板上，另一端系上两根带绳套的细绳。实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套把橡皮条的一端拉到某一确定的O点，则下列说法中正确的是（） (2)

A . 两根细绳必须等长 B . 同一次实验中，O点位置不允许变动 C . 实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90° D . 本实验采用的科学方法是等效替代法

7、在进行“探究共点力合成的规律”的实验中，用如图(a)所示的两个力拉弹簧使之伸长至某一位置，并适当调整力的方向，使两力之间的夹角为90°。(图中钩码规格相同)

(1)换用一根线牵引弹簧(图(b)，使弹簧的伸长量与两个力作用时相同，此时需要挂个与图甲中相同规格的钩码。

(2)你对合力与分力遵循什么样的规律作出的猜想是。

(3)本实验采用的科学方法是___________。 (3)

A . 理想实验 B . 等效替代 C . 控制变量 D . 物理模型

8、某实验小组只用一个弹簧秤进行“探究求合力的方法”实验。

(1)请将以下实验步骤补充完整：

①如图，把两根细线中的一条细线与弹簧秤连接，然后同时拉这两条细线，使橡皮条的一端伸长到O点，记下秤的示数F₁和两细线的方向；

②放回橡皮条后，将弹簧秤连接到另一根细线上，再同时拉这两条细线，使橡皮条的一端伸长到O点，并使两条细线位于记录下来的方向上，记下秤的示数F₂；

③再次放回橡皮条后，用弹簧秤连接一根细线，__；

④根据平行四边形定则作出F₁和F₂的合力与步骤③比较，得出结论。

(2)图示步骤中，若保持弹簧秤所在一侧细线方向不变，O点位置不变，将右侧细线缓慢移至虚线位置，弹簧秤读数的变化情况是：__。

9、“验证力的平行四边形定则”实验中

(1)部分实验步骤如下，请完成有关内容：

A．将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端绑上两根细线．

B．在其中一根细线挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录：、、.

C．将步骤B中的钩码取下，分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码，用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度，如图乙所示，小心调整B、C的位置，使，

记录．

(2)如果“力的平行四边形定则”得到验证，那么图乙中 $\text{[math]}$ ＝.

10、“探究两个互成角度的力的合成规律”实验情况如图所示，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。

(1)本实验采用的科学方法是________(填正确答案标号)。 (1)

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

(2)某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力F₁和F₂ ，图中小正方形的边长表示2N，两力的合力用F表示，F₁、F₂与F的夹角分别为θ₁和θ₂ ，关于F₁、F₂与F、θ₁和θ₂关系正确的有________(填正确答案标号)。

(2)

A . F₁＝4N B . F＝12N C . θ₁＝45° D . θ₁<θ₂

11、在“探究求合力的方法”的实验中：

(1)已有实验器材：木板、白纸、图钉、细绳套、橡皮筋、铅笔，图甲所示的器材中还需要选取_______； (1)

A .

B .

C .

D .

(2)本实验需要用到带细绳套的橡皮筋，图中最合适的是；

(3)某次用弹簧秤拉橡皮筋时弹簧秤的指针位置如图所示，弹簧秤示数为N；

(4)下列有关该实验的说法中，正确的是________。 (4)

A . 用两把弹簧秤和用一把弹簧秤拉时应将橡皮筋结点拉至同一位置 B . 两分力的夹角越大越好 C . 弹簧秤拉伸时应保持和木板平行 D . 本实验应作出力的示意图来探究合力与分力的关系

12、如图所示，图甲是“验证力的平行四边形定则”的实验情况图，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。图乙是某实验小组在白纸上根据实验结果画出的图。

(1)本实验采用的科学方法是_____________。 (1)

A . 理想实验法 B . 控制变量法 C . 等效替代法 D . 建立物理模型法

(2)实验中，小张同学在坐标纸上画出了如图丙所示的两个已知力F₁和F₂ ，图中小正方形的边长表示2N，F为根据平行四边形定则作出的合力（图中未画出）。F₁ ， F₂与F的夹角分别为θ₁和θ₂ ，下列说法正确的是________ (2)

A . F₁=4N B . F=12N C . θ₁＝30° D . θ₁<θ₂

(3)为提高实验结论的可靠性，在重复进行实验时，结点O的位置（填“可以”或“不可以”）变动。

13、某学生在互成角度二力合成的实验中，将橡皮条的一端固定在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、最小分度为0.1N的弹簧秤。沿着两个不同的方向拉弹簧秤，当橡皮条的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直（如图），这时弹簧秤的读数可从图中读出。

(1)由图可读得两个相互垂直的拉力大小为 $\text{[math]}$ N， $\text{[math]}$ N。（只须读到0.1N）

(2)在方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力（一小格的边长表示0.5N）。

14、某同学用如图所示装置做“验证力的平行四边形定则”的实验。

(1)如图甲所示，橡皮条的一端C固定在木板上，用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端（绳套和橡皮条的结点）拉到某一确定的O点。记录两个弹簧测力计的拉力 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的大小和方向；只用一个弹簧测力计，将结点仍拉到位置O.记录弹簧测力计的拉力 $\text{[math]}$ 的大小和方向；按照力的图示要求，作出拉力 $\text{[math]}$ ；根据力的平行四边形定则作出 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的合力F；如果没有操作失误，图乙中的F与 $\text{[math]}$ 两力中，方向一定沿CO方向的是.（填“F”或“ $\text{[math]}$ ”）

(2)下列对实验的操作及说法正确的是____________. (2)

A . 每次拉伸橡皮条时，只要使橡皮条伸长量相同即可 B . 描点确定拉力方向时，两点之间的距离应尽可能大一些 C . 两弹簧测力计拉力方向夹角越大误差越小 D . 橡皮条对O点的拉力是合力，两弹簧测力计对O点的拉力是分力

(3)实验中，用两个弹簧测力计同时拉时，两绳夹角小于90°，其中一个弹簧测力计示数接近量程，另一个弹簧测力计示数超过量程的一半。则这样的操作（填“合理”或“不合理”），理由是.

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一、实验探究题（共14小题）

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