高中物理必刷题 必修1 第三章 相互作用 实验 验证力的平行四边形定则

实验二验证力的平行四边形定则[知识概要]一、实验目的1．验证互成角度的两个共点力合成的平行四边形定则．2．进一步练习作图法求两个共点力的合力．二、实验原理如果使F1、F2的共同作用效果与另一个力F′的作用效果相同(橡皮条在某一方向伸长一定的长度)，那么，F′就是力F1、F2的合力．再以F1、F2为邻边用平行四边形定则求出合力F，那么在实验误差允许范围内，F与F′应该大小相等、方向相同．一、实验原理1．若用一个力F′或两个力F1和F2共同作用都能把橡皮条沿某一方向拉至相同长度，即力F′与F1、F2的共同作用效果相同，那么F′为F1、F2的合力．2．用弹簧测力计分别测出F′和F1、F2的大小，并记下它们的方向，作出F′和F1、F2的图示，以F1、F2的图示为邻边作平行四边形，其对角线即为用平行四边形定则求得的F1、F2的合力F.3．比较F′与F，若它们的长度和方向在误差允许的范围内相等，则可以证明平行四边形定则的正确性．二、实验器材方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套两个、三角板、刻度尺、图钉(若干)．三、实验步骤1．用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上．2．用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套．3．用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条与绳的结点伸长到某一位置O，如图所示，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两细绳的方向．4．用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示．5．只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳的方向，用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计的拉力F′的图示．6．比较力F′与平行四边形定则求出的合力F在大小和方向上是否相同．7．改变两个力F1与F2的大小和夹角，再重复实验两次．在做“验证力的平行四边形定则”的实验中：(1)某同学准备了以下器材，其中多余的器材是________(选填序号)．A．方木板B．图钉(几个)C．白纸D．天平E．刻度尺F．测力计(两只)G．橡皮条H．细线套(两个) I．铅笔(2)某同学根据实验数据画出力的图示，如图所示，图上标出了F1、F2、F、F′四个力，其中________(填上述字母)不是由弹簧秤直接测得的；若F与F′的________和________都基本相同，说明共点力合成的平行四边形定则得到了验证．【解析】(1)做验证力的平行四边形定则：我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向，用力的图示画出这三个力，用平行四边形做出两个力的合力的理论值，和那一个力进行比较．所以我们需要的实验器材有：方木板(固定白纸)，白纸(记录方向画图)、刻度尺(选标度)、绳套(弹簧秤拉橡皮条)、弹簧测力计(测力的大小)、图钉(固定白纸)、三角板(画平行四边形)、橡皮条(让力产生相同的作用效果的)、铅笔作图．所以多余的器材是天平，故选D.(2)某同学根据实验数据画出力的图示，如图所示，图上标出了F1、F2、F、F′四个力，其中F′不是由弹簧秤直接测得的；若F与F′的大小和方向都基本相同，说明共点力合成的平行四边形定则得到了验证．【答案】(1)D(2)F′大小方向某同学做“验证力的平行四边形定则”实验中，主要步骤是：A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上．B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套．C．用两个弹簧秤分别勾住绳套，互成角度的拉橡皮条，使橡皮条拉长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧秤的示数．D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F.E．只用一只弹簧秤，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，让结点到达O点位置，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示．F．比较力F′和F的大小和方向，看他们是否相同，得出结论．上述步骤中：(1)有重要遗漏的步骤的序号是________．(2)遗漏的内容是____________________．解析：验证力的平行四边形定则的实验中，利用力的图示知识，作出合力的理论值和实际值，然后进行比较，所以，实验时，除记录弹簧秤的示数外，还要记下两条细绳的方向，以便确定两个拉力的方向，这样才能作出拉力的图示．C中未记下两条细绳的方向．答案：(1)C(2)C中未记下两条细绳的方向(1)为了使两个弹簧秤的拉力的作用效果与一个弹簧秤的拉力的作用效果相同，同一实验的两次拉动过程中，结点O必须重合．(2)实验过程中两个拉力的合力是用平行四边形定则求出的，不是计算出的．故没必要使两弹簧秤之间的夹角取特殊角．四、注意事项1．正确使用弹簧测力计(1)实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩水平对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另换或调校，直至相同为止．(2)使用弹簧测力计测力时，读数应尽量大些，但不能超出它的测量范围．(3)使用前要检查指针是否指在零刻度线上，否则应校正零位(无法校正的要记录下零误差)．还需用钩码检查是否存在示值误差，若存在，应加以校正．(4)被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动时弹簧及挂钩不可与外壳相碰以避免产生摩擦．(5)读数时应正对、平视刻度．2．规范实验操作(1)不要直接以橡皮条端点为结点，可用一段细绳连两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点小些，以便准确地记录结点O的位置．(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)不要使用老化的橡皮条，检查方法是用一个弹簧测力计拉橡皮条，要反复做几次，使橡皮条拉到相同的长度看弹簧测力计读数有无变化．(4)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，应沿细绳套方向包括末端用铅笔画几个点，取掉细绳套后，再将所标点与O点连一直线确定力的方向．(5)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，使所作力的图示稍大一些．某同学在做“探究共点力合成的规律”的实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O以及两只弹簧测力计拉力的大小，如图甲所示：(1)试在图甲中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示，并用F表示此力．(2)(多选)有关此实验，下列叙述正确的是()A．两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B．橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力C．两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置OD．若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一弹簧测力计拉力的大小即可(3)图乙所示是A和B两位同学在做以上实验时得到的结果，其中________(填“A”或“B”)比较符合实验事实(力F′是用一只弹簧测力计拉时的示意图)．(4)在以上比较符合实验事实的一位同学中，造成误差的主要原因是(至少写出两种情况)：________________；________________.【解析】(1)以F1和F2为邻边作平行四边形，与F1和F2共点的对角线表示合力F，标上箭头，如图所示：。

相互作用之实验题验证力的平行四边形定则一、实验目的验证力的合成的平行四边形定则；理解等效替代思维方法在物理学中的应用。

二、实验原理一个力F的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮筋伸长到同一点，所以力F就是这两个力F1和F2的合力。

作出力F1、F2和F的图示，再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F′的图示，如图所示。

比较F和F′的大小和方向，若在实验误差允许范围内相等，则可验证平行四边形定则。

三、实验器材方木板一块，弹簧秤两个，白纸，橡皮条一段，细绳套两个，图钉(若干)，三角板，刻度尺，铅笔。

四、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拉两个细绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点到达某一位置O。

(3)用铅笔描下结点O的位置和两条细绳的方向，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，通过细绳套把橡皮筋的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧测力计的读数F′和细绳的方向。

(5)比较F′与用平行四边形定则求得的合力F，判断在实验误差允许的范围内是否相等。

五、误差分析除弹簧测力计本身的误差外，实验误差主要来源于读数误差和作图误差两个方面。

(1)减小读数误差的方法：弹簧测力计数据在允许的情况下，尽量大一些。

(2)减小作图误差的方法：作图时两力的对边一定要平行，两个分力F1、F2间的夹角越大，用平行四边形作出的合力F的误差ΔF就越大，所以实验中不要把F1、F2间的夹角取得太大。

六、注意事项(1)正确使用弹簧测力计：①本实验需要选用规格相同的两只弹簧测力计；②使用时读数尽量大，但不能超出范围；③被测力的方向与轴线方向要一致；④读数时应正对、平视刻度。

(2)位置不变：在同一次实验中，橡皮筋拉长后，结点O的位置必须保持不变。

,考点一)教材原型实验例1(2018·天津十二重点中学一模)在探究求合力的方法时，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。

验证力的平行四边形法则实验专题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、实验题1.在“探究求合力的方法”实验中，选用量程为5 N的弹簧测力计做该实验．下图中F1= F2=3.00 N，甲同学的F1与F2方向的夹角约为60°，乙同学的F1与F2方向的夹角约为90°，丙同学的F1与F2方向的夹角约为120°，其中操作不合适的是（选填“甲”“乙”或“丙”）同学，原因是．2.某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验,将橡皮条一端固定在A点,另一端系上两根细绳及绳套,用两个弹簧测力计通过细绳套互成角度的拉动橡皮条,将结点拉到O点,如图甲所示。

此时要记录下弹簧测力计a、b的示数、,________________以及O点的位置；图乙中是用一个弹簧测力计拉细绳套时,在白纸上根据实验结果画出的图示。

F 与中,方向一定沿AO方向的是________________；如图丙,使弹簧测力计b从水平位置开始顺时针缓慢转动至竖直方向,在这个过程中保持O点位置和弹簧测力计a的拉伸方向不变,则在整个过程中关于弹簧测力计a、b的读数变化是_________________。

A.a增大,b减小减小,b增大C.a减小,b先增大后减小减小,b先减小后增大3.在“探究共点力合成的规律”实验中，用两个弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮筋，使它伸长到某一位置O点，为了确定两个分力的大小和方向，这一步操作中：必须记录的是______A.橡皮筋固定端的位置B.描下O点位置和两条细绳套的方向C.橡皮筋伸长后的总长度D.两个弹簧秤的读数做实验时，根据测量结果在白纸上画出如图所示的示意图，其中O为橡皮筋与细绳的结点，图中的和的合力的理论值是______；和的合力的实际测量值是______。

若两个弹簧秤的读数分为3N、4N，且两弹簧秤拉力方向的夹角为锐角，则______选填“能”或“不能”用一个量程为5N的弹簧秤测量出它们的合力，理由______。

实验 验证力的平行四边形定则1．(多选)在做“验证力的平行四边形定则”实验时，橡皮筋的一端固定在木板上，先用两个弹簧测力计把橡皮筋的另一端拉到某一确定的O 点，再用一个弹簧测力计把橡皮筋的另一端拉到O 点，以下操作中错误的是( )A ．同一次实验过程中，O 点位置允许变动B ．实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度C ．橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上D ．实验中，把橡皮筋的另一端拉到O 点时，两个弹簧测力计之间夹角应取90°，以方便算出合力大小解析：选ACD ．同一实验过程中，为确保用两个弹簧测力计拉橡皮筋和用一个弹簧测力计拉橡皮筋的效果相同，两次的O 点位置应相同，A 错误；平行四边形定则是两力合成时普遍遵守的规律，实验中，不应针对特殊情况研究，C 、D 错误．2. 如图所示，用A 、B 两弹簧测力计拉橡皮条，使其伸长到O 点⎝⎛⎭⎫α＋β<π2，现保持A 的读数不变，而使夹角α减小，适当调整弹簧测力计B 的拉力大小和方向，可使O 点保持不变，这时( )A ．B 的示数变大，β角变大B ．B 的示数变小，β角变小C ．B 的示数变大，β角变小D ．B 的示数不变，β角不变解析：选B ．“使O 点保持不变”即表明A 、B 拉力的合力的大小和方向不变，则以O 为圆心，以A 的拉力大小为半径画圆弧如图所示，根据平行四边形定则，按题意α减小，可知B 的拉力的大小和方向均发生相应的变化．由图可知B 的拉力的大小和角度β都将变小．3．(2016·马鞍山高一检测)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测力计互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条．(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的________(可多选，填字母代号)．A ．将橡皮条拉伸相同长度即可B ．将橡皮条沿相同方向拉到相同长度C ．将弹簧测力计都拉伸到相同刻度D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置(2)同学们在操作过程中有如下讨论，其中对减小实验误差有益的说法是________(可多选，填字母代号)．A．两细绳必须等长B．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行C．用两弹簧测力计同时拉细绳时两弹簧测力计示数之差应尽可能大D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些解析：(1)两次拉伸橡皮条将橡皮条沿相同方向拉到相同长度，将橡皮条和绳的结点拉到相同位置，这样两次拉伸橡皮条产生的效果相同，两次弹簧测力计都拉伸到相同刻度时，橡皮条和绳的结点不能拉到相同位置，故选项B、D正确，选项A、C错误．(2)在“探究求合力的方法”实验中，绳长要适当，并不是两绳必须等长，夹角在60°～120°之间最好，弹簧测力计的拉力适当大些，并不是两弹簧测力计示数之差尽可能大，故选项B、D正确，选项A、C错误．答案：(1)BD(2)BD4．“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示．(1)图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是力________．(2)本实验采用的主要科学方法是________．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(3)实验中可减小误差的措施是________．A．两个分力F1、F2的大小要越大越好B．两个分力F1、F2间的夹角应越大越好C．拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行D．A、O间距离要适当，将橡皮筋拉至结点O时，拉力要适当大些解析：(1)用一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力的方向沿AO方向即F，而F′是F1、F2合力的理论值，与实际值间存在误差，所以不一定沿AO方向．(2)本实验利用了一个力作用的效果与两个力共同作用的效果相同即等效替代的科学方法．(3)在本实验中两个分力F1、F2的大小及两个分力F1、F2间夹角适当大些就好，不是越大越好，所以A、B错误；作图时，是在白纸中作图，作出的是水平力的图示，若拉力倾斜，则作出的图中的力的方向与实际力的方向有较大差别，故应使各力尽量与木板面平行，所以C正确；力大些，测量误差就小了，故D正确．答案：(1)F(2)B(3)CD5．(2016·杭州高一检测)将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5 N，最小刻度是0.1 N的弹簧测力计．沿着两个不同方向拉弹簧测力计，使橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳互相垂直，如图所示．(1)由图可读出这两个互相垂直拉力的大小分别为________N和________N．(只需读到0.1 N)(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．解析：(1)水平向右的拉力F1＝4.0 N，竖直向下的拉力F2＝2.5 N.(2)选一个方格的边长代表0.5 N的力，分别作出两个力的图示，再根据力的平行四边形定则得出合力图示如图所示．答案：(1)4.0 2.5(2)见解析图6．某同学用如图甲所示的装置验证“力的平行四边形定则”．用一木板竖直放在铁架台和轻弹簧所在平面后，其部分实验操作如下，请完成下列相关内容：(1)如图甲，在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置O；(2)卸下钩码然后将两细绳套系在弹簧下端，用两弹簧测力计将轻弹簧末端拉到同一位置O，记录细绳套AO、BO的________及两弹簧测力计相应的读数．图乙中B弹簧测力计的读数为________N；(3)该同学在坐标纸上画出两弹簧拉力FA、FB的大小和方向如图丙所示，请在图丙中作出FA、FB的合力F′.答案：(2)方向11.40(3)如图所示7．小明通过实验探究合力的方法：(1)实验所用的一只弹簧测力计如图甲所示，在用它测力前应对它进行的操作是________________________________________________________________________．(2)在测出F1、F2和对应的合力F后，他在纸上画出了F1、F2的图示，如图乙所示．请你帮助他在图中画出合力F的图示．(测得F＝4.9 N，图中a、b为记录F方向的两点)(3)小明用虚线把F的箭头末端分别与F1、F2的箭头末端连接起来；观察图形后，他觉得所画的图形很像平行四边形．至此，为正确得出求合力的一般方法，你认为小明接下来应该做些什么？(写出两点即可)①________________________________________________________________________.②________________________________________________________________________.解析：(1)一只弹簧测力计开始时指针不在零位置，故在用它测力前应对它进行的操作是调零．(2) 根据力的三要素作出合力F的图示：(3)根据所画的图形很像平行四边形这一事实，小明接下来应该做以下事情：①验证该图形基本就是平行四边形；②得出求合力的一般方法；③改变F1、F2的大小和方向，重复上述实验，验证猜想；④与同学交流，得出合理结论．答案：(1)调零(2)见解析图(3)①验证该图形基本就是平行四边形；②得出求合力的一般方法；③改变F1、F2的大小和方向，重复上述实验，验证猜想；④与同学交流，得出合理理论(任选其二)。

2020-2021年高考物理必考实验三：验证力的平行四边形定则1.实验原理等效思想:互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F'产生相同的作用效果,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.实验器材方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳及细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(多个)、铅笔。

3.实验步骤(1)仪器安装①用图钉把白纸钉在水平放置的方木板上。

②用图钉把橡皮条的一端固定在A点,如图所示,橡皮条的另一端拴上两个细绳套。

(2)测量与记录①用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条与绳的结点伸长到某一位置O。

记录两弹簧测力计的读数F1、F2,用铅笔描下O点的位置及此时两细绳的方向。

②只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧测力计的读数F'和细绳的方向。

(3)换白纸,改变两弹簧测力计拉力的大小和方向,再重做两次实验。

4.数据分析(1)用铅笔和刻度尺从力的作用点(位置O)沿着两绳的方向画直线,按选定的标度作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,利用刻度尺和三角板以F1和F2为邻边作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,即合力F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中弹簧测力计的拉力F'的图示。

(3)比较F与F'是否完全重合或几乎完全重合,从而验证平行四边形定则。

5.注意事项(1)位置不变:在同一次实验中,橡皮条拉长时结点的位置一定要相同。

(2)角度合适: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°为宜。

(3)尽量减少误差①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。

②细绳应适当长一些,便于确定力的方向。

(4)统一标度: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。

2014-2015学年高中物理第三章相互作用实验验证力的平行四边形定则新人教版必修11.(2013·南通高一检测)探究力的平行四边形定则的实验原理是等效原理,其等效性是指( )A.使两分力与合力满足平行四边形定则B.使两次橡皮筋与细绳套的结点都与某点O重合C.使两次橡皮筋伸长的长度相等D.使弹簧测力计在两种情况下发生相同的形变【解析】选B。

在“探究力的平行四边形定则”的实验中,采用了“等效法”,即要求两次拉橡皮筋到同一点O,从而使橡皮筋产生的形变大小和方向都相同,故A、C、D错误,B正确。

2.(2014·邢台高一检测)做“验证力的平行四边形定则”的实验时,步骤如下：(1)在水平放置的木板上固定一张白纸。

(2)把橡皮条的一端固定在木板的A点,另一端连接两根绳套。

(3)通过绳套用两个互成角度的弹簧测力计来拉橡皮条使橡皮条伸长到某一点O,并记录O点的位置。

(4)此时需记录下、和两个弹簧测力计的读数F1、F2。

(5)改用一个弹簧测力计把橡皮条拉长到后,再记录下和弹簧测力计的读数F′。

(6)用铅笔和刻度尺从力的作用点O沿两绳套的方向画直线。

选好标度,按F1、F2的大小作两个力的图示。

用三角板作平行四边形,求得合力F。

(7)比较一下,力F′与用平行四边形定则求得的合力F的大小和方向是否相同。

(8)如图是甲、乙两位同学实验得出的结果, 同学的实验结果比较符合实验事实。

【解析】本实验要记录力的大小和方向,大小是通过弹簧测力计来读出,方向是通过绳套来确定;为保证分力的作用效果和合力的作用效果相同,本实验要求每次都把橡皮条拉到同一点O;F′是一个弹簧测力计把橡皮条拉到O点时的弹力,所以F′与橡皮条一定在一条直线上,故乙正确。

答案：(4)F1的方向F2的方向(5)O点的位置F′的方向(8)乙3.(2014·成都高一检测)在“探究力的平行四边形定则”的实验中,某同学的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。

《实验验证力的平行四边形定则》典型题练习1．在做“验证力的平行四边形定则”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，以下操作正确的是()A．同一次实验过程中，O点位置允许变动B．实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计的刻度C．实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一个弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点D．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应取90°，以便于算出合力的大小2．在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套(如右图所示)．实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，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．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行其中正确的是________．(填入相应的字母)3．图甲为“探究求合力的方法”的实验装置．(1)下列说法中正确的是________．A．在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置能变化B．弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下C．F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程D．为减小测量误差，F1、F2方向间夹角应为90°(2)弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为________N.4．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．(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的________(填字母代号)．①将橡皮条拉伸相同长度即可②将橡皮条沿相同方向拉到相同长度③将弹簧秤都拉伸到相同刻度④将橡皮条和绳的结点拉到相同位置A．②④B．①③C．①④D．②③(2)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________(填字母代号)．①两细绳必须等长②弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行③用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大④拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些A．①③B．②③C．①④D．②④5.有同学利用如右图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力FT OA、FT OB和FT OC，回答下列问题：(1)改变钩码个数，实验不能完成的是()A．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4B．钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4C．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4D．钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是()A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度C．用量角器量出三段绳子之间的夹角D．用天平测出钩码的质量(3)在作图时，你认为下图中________是正确的．(填“甲”或“乙”)．6．“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cos αcos β＝________.《实验验证力的平行四边形定则》典型题练习参考答案1．解析：实验中有严格的要求：(1)结点O不允许移动．(2)弹簧测力计不要达到最大量程，因为一个达到最大，另一个将不好调整．(3)两个弹簧测力计的拉力夹角不易过大，也不易过小，取90°也可以，并不是必须取90°.答案： B2．解析：该实验验证两个分力的效果等效于其合力的效果，不必要求两分力等大，故B错；与两绳长短无关，A错；但需使两分力与合力在同一平面内，故C正确．答案： C3．解析：(1)在测量同一组数据的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化，如果变化，即受力变化，所以A选项错误；由于弹簧测力计是通过定滑轮拉结点O，定滑轮只能改变力的方向不能改变力的大小，所以弹簧测力计拉线的方向不一定要沿竖直方向，B选项错误；弹簧测力计的使用，不能超过其量程，C选项正确；两个拉力的方向合适即可，不宜太大，也不宜太小，但不一定为90°，所以D选项错误．(2)考查弹簧测力计的读数．答案：(1)C(2)4.004．解析：(1)该实验的关键是等效替代，故选A.答案：(1)A(2)D5.解析：(1)实验中的分力与合力的关系必须满足：|F1－F2|<F3<F1＋F2，因此B、C、D选项是可以的．(2)A(3)甲实验中F3是竖直向下的．答案：(1)A(2)A(3)甲实验中F3是竖直向下的6．解析：本题考查力的平行四边形定则．本实验中的几个重点：(1)等效性：合力和分力的效果要相同，所以在实验中橡皮筋结点每一次都到同一位置．(2)记录合力的大小和方向．本实验通过钩码个数计算力的大小，力的方向由橡皮筋上取两点连线．答案：(1)B.钩码个数(或细线拉力)橡皮筋与细线结点的位置O细线的方向(说明：能反映细线方向的其他记录也可以)C．橡皮筋与细线结点的位置与步骤B中结点位置重合钩码个数和对应的细线方向(2)3 4。

第三章相互作用7 实验：验证力的平行四边形定则1．在完成“互成角度的两个共点力的合成”实验中．(1)如图所示，用两个弹簧测力计把结点拉到某一位置O，固定左边的测力计不动，移动右边的测力计，使橡皮筋结点仍在O点．那么，右边的测力计能否再有新的位置________．A．一定没有别的位置B．一定还有一个位置C．可能没有了，也可能有一个位置D．有无穷多的可能位置(2)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．建立物理模型法解析：(1)根据题意知：固定左边的测力计不动，即该分力的大小、方向不变，使橡皮筋结点仍在O点，即合力的大小、方向不变，求另一个分力的变化情况，根据平行四边形规律可知，对角线不变，一个边不变，因此另一个边也不变，故右边的测力计一定没有别的位置，A正确，B、C、D错误．故选A.(2)本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，采用的科学方法是等效替代法．故选B.答案：(1)A(2)B2．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5 N、最小刻度为0.1 N的弹簧测力计，每个沿着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，如图所示．这时弹簧测力计读数可从图中读出．(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为______N和________N.(2)在图中的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力．解析：两弹簧测力计的读数分别为4.00 N和2.50 N，作出合力如图所示．答案：(1)4.00 2.50(2)见解析图3．在“探究求合力的方法”实验中：(1)部分实验步骤如下，请完成有关内容：A ．将一根橡皮条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 ．在其中一根细线末端挂上5个质量相等的钩码，使橡皮条拉伸，如图甲所示，记录：________、________、________．C ．将步骤B 中的钩码取下，分别在两根细线末端挂上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__________________．图甲 图乙(2)若通过探究得到“力的平行四边形定则”，那么图乙中cos αcos β＝________．答案：(1)步骤B ：钩码个数(或细线拉力) 橡皮条与细线结点的位置O 细线的方向(说明：能反映细线方向的其他记录也可以)步骤C ：橡皮条与细线结点的位置与步骤B 中结点的位置O 重合 钩码个数和对应的细线方向(2)344．在“探究求合力的方法”的实验中，某同学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力的图示，下列说法中正确的是( )图甲图乙A．图乙中的F是力F1和F2合力的理论值，F′是力F1和F2合力的实际测量值B．图乙的F′是力F1和F2合力的理论值，F是力F1和F2合力的实际测量值C．在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么对实验结果没有影响D．在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么对实验结果有影响解析：F1与F2合成的理论值是通过平行四边形定则算出的值，而实际测量值是单独一个力拉O点时的值，因此F′是F1与F2合成的理论值，F是F1与F2合成的实际测量值，故A错误，B正确．由于作用效果相同，将两个细绳换成两根橡皮条，不会影响实验结果，故C正确，D错误．答案：BC5．在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳套，如图甲所示，实验中先用两个弹簧测力计分别勾出绳套，并互为角度地拉橡皮条，把橡皮条的一端拉到O点，用铅笔描下O点位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数，然后只用一个弹簧测力计，通过细绳套再次把橡皮条的一端拉到O点，记下弹簧测力计的读数F′和细绳的方向，作出三个力的图示，如图乙所示．(1)下列说法正确的是()A．实验中两细绳套应当适当长一些，可以减小实验误差B．在用力拉弹簧测力计时，拉力应沿弹簧测力计的轴线方向C．在作力F1、F2的图示时，必须选取同样的标度，而作F′的图示时，可以选取不同的标度D．最后，连接F1、F2和F′三个力的末端，验证所得图形是不是平行四边形(2)甲同学在做这个实验的时候，两个弹簧测力计的量程都是10 N，他把弹簧测力计校准零点之后，先后测量了一个质量为1 kg物体的重力，发现示数均是8.2 N，测量重力的操作都是正确的，如果用这两个弹簧测力计进行实验，对实验结果_________影响(填“有”或“没有”)；乙同学实验后才发现忘记对这两个弹簧测力计校准零点，他把两个弹簧测力计平放在实验台上，发现两个弹簧测力计的示数都是0.3 N，乙同学的弹簧测力计对实验结果__________影响(选填“有”或“没有”)．解析：(1)拉橡皮条的细绳要适当长一些，以方便画出力的方向，可以减小误差，故A正确；在用力拉弹簧测力计时，拉力应沿弹簧测力计的轴线方向，否则会影响拉力大小，故B正确；在作力F1、F2的图示时，必须选取同样的标度，而作F′的图示时，也必须选取相同的标度，故C错误；根据F1、F2作出平行四边形，比较对角线和F′的关系，故D错误．(2)用两个校准零点后的弹簧测力计测量同一个物体发现示数相等，则这两个弹簧测力计的劲度系数相等，用这两个弹簧测力计进行实验，拉力和伸长量成正比，对实验结果没有影响；若两个弹簧测力计测量前都没有校零，且没有拉力时弹簧测力计的示数都是0.3 N，则用此弹簧测力计测量时，弹力的大小实际值应等于测量值减去0.3 N，根据实验值作平行四边形时，误差较大，对实验有影响．答案：(1)AB(2)没有有情感语录1.爱情合适就好，不要委屈将就，只要随意，彼此之间不要太大压力2.时间会把最正确的人带到你身边，在此之前，你要做的，是好好的照顾自己3.女人的眼泪是最无用的液体，但你让女人流泪说明你很无用4.总有一天，你会遇上那个人，陪你看日出，直到你的人生落幕5.最美的感动是我以为人去楼空的时候你依然在6.我莫名其妙的地笑了，原来只因为想到了你7.会离开的都是废品，能抢走的都是垃圾8.其实你不知道，如果可以，我愿意把整颗心都刻满你的名字9.女人谁不愿意青春永驻，但我愿意用来换一个疼我的你10.我们和好吧，我想和你拌嘴吵架，想闹小脾气，想为了你哭鼻子，我想你了11.如此情深，却难以启齿。

第5节实验：验证力的平行四边形定则探究弹力与弹簧伸长量的关系夯实基础【p32】一、验证力的平行四边形定则1．实验目的验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则．2．实验原理等效法：使一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的作用效果相同，就是__让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点__，所以这一个力F′就是两个力F1和F2的合力，作出F′的图示，再根据__平行四边形定则__作出力F1和F2的合力F的图示，比较F和F′的大小和方向是否都相同．3．实验器材方木板，白纸，弹簧测力计(两只)，__橡皮条(一条)__，细绳套(两个)，三角板，刻度尺，图钉(几个)．4．实验步骤(1)用图钉把白纸钉在水平桌面的方木板上．(2)用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套．(3)用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置O，如图所示，记录__两弹簧测力计的读数__，用铅笔描下__O点的位置__及此时两__细绳的方向__．(4)用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示，并以__F1和F2为邻边__用刻度尺作平行四边形，过__O点__画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示．(5)只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下__弹簧测力计的读数__和__细绳的方向__，用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计的拉力F′的图示．(6)比较一下，力F′与用平行四边形定则求出的合力F在大小和方向上是否相同．(7)改变两个力F1与F2的大小和夹角，再重复实验两次．二、探究弹力和弹簧伸长量的关系1．实验目的知道弹力与弹簧伸长量的定量关系，学会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据．2．实验原理弹簧受力会发生形变，形变的大小与受到的外力有关，沿弹簧轴线的方向拉弹簧，当形变稳定时，弹簧产生的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是__相等的__，用悬挂法测量弹簧的弹力，运用的正是弹簧的弹力与挂在弹簧下面的砝码的重力__相等__．弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可以由__拉长后的长度减去弹簧原来的长度__进行计算．这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系．3．实验器材弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干、__坐标纸__．4．实验步骤(1)将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧__自然伸长状态时的长度L0__，即原长．(2)如图所示，将已知质量的钩码挂在弹簧的下端，在平衡时测量__弹簧的总长__并计算__钩码的重力__，填写在记录表格里.(3)(4)以弹力F(大小等于__所挂钩码的重力__)为纵坐标，以__弹簧的伸长量x__为横坐标，用描点法作图．根据点的分布情况和走向，作出一条直线，让尽可能多的点在这条直线上，其他点均匀分布在直线两旁，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线．(5)以__弹簧的伸长量__为自变量，写出曲线所代表的函数．首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数．(6)得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义．考点1实验原理与操作【p33】考点突破例1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)为了准确完成实验，下列不必要的实验要求是____(请填写选项前对应的字母)；A．应测量重物M所受的重力B．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)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请你提出两个解决办法．①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________.【解析】(1)由图示可知，弹簧测力计分度值为0.2 N，其示数为3.60 N；(2)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，A正确；弹簧测力计是测出力的大小，所以要准确必须在测量之前校零，B正确；为了防止出现竖直方向上的分力，拉线方向应与木板平面平行，C正确；由于本实验中物体的重力一定，因此两弹簧秤的拉力的合力大小方向均是一定的，所以不需要再让结点每次静止在同一位置，D错误．(3)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．又由于挂重物的细线力的方向已确定，所以要么减小重物的重量，要么改变弹簧测力计B拉细线的方向，或改变弹簧测力计B拉力的大小，从而使测力计A不超出量程．【答案】(1)3.60(2)D(3)①答案合理即可②答案合理即可【小结】“验证力的平行四边形定则”实验注意事项：1．同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩对拉，若两只弹簧测力计在对拉过程中读数相同，则可选；若读数不同应调整或另换，直至相同为止．2．在同一次实验中，使橡皮条拉长时的结点O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60°～100°之间为宜．4．读数时应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上，避免弹簧测力计的外壳与弹簧测力计的限位卡之间有摩擦．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，去掉细绳套后，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，使所作力的图示稍大一些．例2某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，设计了如下图(a)所示的实验装置．他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，然后在弹簧下端依次挂1、2、3、4、5个钩码，待静止时，测出弹簧相应的总长度．每只钩码的质量都是10 g．实验数据见下表．(弹力始终未超过弹性限度，g取10 N/kg)(1)试根据这些实验数据，在给定的如图(b)所示的坐标纸上，作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度l之间的函数关系图象．(2)图象跟坐标轴交点的物理意义是________．该弹簧的劲度系数k是________ N/m.【解析】(1)根据实验数据在坐标纸上描出的点，基本上在同一条直线上．可以判定F 和l间是一次函数关系．画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点均匀地分布在直线两侧．(2)该图线跟横轴交点的横坐标表示弹力为零时弹簧的长度，即为弹簧的自由长度．图象的斜率大小等于弹簧的劲度系数，注意单位要化成国际单位，因此根据图象求出弹簧劲度系数为：k＝20 N/m.【答案】(1)见解析(2)表示弹簧原长20【小结】“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验注意事项：1．所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸而超出它的弹性限度，要注意观察，适可而止．2．每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描的点的间距尽可能大，这样作出的图线更精确．3．测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，以免增大误差．4．描点画线时，所描的点不一定都落在一条直线上，但应注意一定要使各点均匀分布在直线的两侧．5．记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位．针对训练1．(1)在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，以下说法正确的是(B)A．弹簧被拉伸时，能超出它的弹性限度B．用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等(2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L，把(L－L0)作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下图所示图象中的(C)【解析】(1)弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度，否则弹簧会损坏，故A错误．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要保证弹簧位于竖直位置，使钩码的重力等于弹簧的弹力，要待钩码平衡时再读数，故B正确．弹簧的长度不等于弹簧的伸长量，故C错误．拉力与伸长量之比是劲度系数，由弹簧决定，同一弹簧的劲度系数是不变的，不同的弹簧的劲度系数不一定相同，故D错误．故选B.(2)实验中用横轴表示弹簧的伸长量x，纵轴表示弹簧的拉力F(即所挂重物的重力大小)，由F＝kx可知，图象过原点，故A错误；图中当x＝0时，弹簧有弹力，故B错误；当竖直悬挂时，由于自身重力的影响弹簧会有一段伸长量，但此时所挂重物的重力为0 N(即：F＝0 N)，故C正确；因为在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长量与其所受的拉力成正比，图象应为直线，故D错误．故选C.2．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学的实验情况如图所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．(1)本实验中，下列选项中可以减小实验误差的是__BD__．A．细绳OB和OC间的夹角尽量小些B．两弹簧秤读数的差值要适当小些C．拉橡皮筋的细绳要稍短一些D．实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要与弹簧秤刻度盘垂直(2)为了完成实验，在用两个完全相同的弹簧秤成一定角度拉橡皮筋时，必须记录的有__AC__．A．两细绳的方向B．橡皮筋的原长C．两弹簧秤的示数(3)实验中，若将OB换成橡皮筋，对实验验证__不会__发生影响．(选填“会”或“不会”)【解析】(1)根据平行四边形定则可知两绳夹角太小将会导致合力过大，若用一个弹簧测力计拉时可能超过量程，故夹角不能太小或太大，适当即可，A错误；两弹簧秤读数的差值要适当小些，保持它们都在精确读数的指针范围内，B正确；对拉橡皮筋的细绳要尽量长些，可以准确记录力的方向，C错误；实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要与弹簧秤刻度盘垂直，D正确．(2)为了完成实验，在用两个完全相同的弹簧秤成一定角度拉橡皮筋时，必须记录两个拉力的方向和大小，故本小题选AC.(3)将细绳OB换成橡皮筋，产生的力学效果是相同的，故对实验的验证不会产生影响．考点2数据处理、误差分析【p34】考点突破例3小明通过实验“验证力的平行四边形定则”．(1)实验记录纸如图甲所示，O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F3的方向过P3点．三个力的大小分别为：F1＝3.30 N、F2＝3.85 N和F3＝4.25 N．请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力．(2)仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果．他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响．实验装置如图乙所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O 点，下端N挂一重物．用与白纸平行的水平力缓慢地移动N，在白纸上记录下N的轨迹．重复上述过程，再次记录下N的轨迹．乙丙两次实验记录的轨迹如图丙所示．过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点，则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受水平力F a、F b的大小关系为________．(3)根据(2)中的实验，可以得出的实验结果有________．(填写选项前的字母)A．橡皮筋的长度与受到的拉力成正比B．两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2次的长度较长C．两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较大D．两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大(4)根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项．________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________【解析】根据力的合成法则及平衡条件解题．(1)作出的图示如图所示．(2)重物受力情况如图所示，由于重力不变，两次实验时，橡皮筋弹力T的方向相同，故水平拉力F大小相等，即F a＝F b.(3)根据题图丙可知，选项B、D正确，选项A、C错误．(4)橡皮筋拉伸不宜过长，选用新橡皮筋等可减小误差．【答案】(1)如图所示(F合＝4.60～4.90 N都算对)(2)F a＝F b(3)BD(4)橡皮筋拉伸不宜过长；选用新橡皮筋(或：拉力不宜过大；选用弹性好的橡皮筋；换用弹性好的弹簧)针对训练3．在“互成角度的两个力的合成”实验中，用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使它伸长到某一位置O点，为了确定两个分力的大小和方向，这一步操作中：(1)必须记录的是(BD)A．橡皮条固定端的位置B．描下O点位置和两条细绳套的方向C．橡皮条伸长后的总长度D．两个弹簧测力计的读数(2)做实验时，根据测量结果在白纸上画出如图所示的图，其中O为橡皮筋与细绳的结点．图中的__F__是F1和F2的合力的理论值；__F′__是F1和F2的合力的实际测量值．(3)如图所示，用a、b弹簧测力计拉橡皮条使结点到O点，当保持弹簧测力计a的示数不变，而在角α逐渐减小到0°的过程中，要使结点始终在O点，可以(BC)A．增大b的示数，减小β角度B．减小b的示数，增大β角度C．减小b的示数，先增大β角度，后减小β角度D．增大b的示数，先减小β角度，后增大β角度【解析】(1)该实验的实验目的是验证力的平行四边形定则，要根据两个弹簧测力计拉橡皮筋时两个拉力的大小和方向作出平行四边形求出其合力大小，然后与一个弹簧测力计拉橡皮筋时的拉力大小进行比较，最后得出结论，故需要记录的是两弹力的大小和方向，故A、C错误，B、D正确．(2)本实验采用了“等效替代法”，F1与F2的合力的实际值为一个弹簧测力计拉绳套时的弹簧的弹力大小和方向，而理论值是通过平行四边形定则得到的值．所以F是F1和F2的合力的理论值，F′是F1和F2的合力的实际测量值．(3)由题意可知：保持O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，画出受力分析图如下：第一种情况，原来α、β的值较小．所以由图可知α角逐渐变小时，b的示数减小，同时β角减小，第二种情况，原来α、β值较大．由图可以看出α角逐渐变小时，b的示数减小，同时β角增大．或者由图可以看出α角逐渐变小时，b的示数减小，同时β角先增大后减小．故B、C正确；A、D错误．考点3实验的改进与创新【p35】考点突破例4一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中验证力的平行四边形定则．(1)如图(a)，在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶______时电子秤的示数F；(2)如图(b)，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 和水壶杯带上．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(c)，将另一颗墙钉B钉在与O同一水平线上，并将L1拴在其上．手握电子秤沿着(b)中L2的方向拉开细线L2，使____________和三根细线的方向与(b)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．【解析】(1)要测量装满水的水壶的重力，则记下水壶静止时电子秤的示数F；(2)要画出平行四边形，则需要记录分力的大小和方向，所以在白纸上记下结点O 的位置的同时也要记录三细线的方向以及电子秤的示数F 1；(3)已经记录了一个分力的大小，还要记录另一个分力的大小，则结点O 点位置不能变化，力的方向也都不能变化，所以应使结点O 的位置和三根细线的方向与(b)中重合，记录电子秤的示数F 2；(4)根据平行四边形定则作出F 1、F 2的合力F′的图示，若F 和F′在误差范围内重合，则平行四边形定则得到验证．【答案】静止(或稳定、平衡、不动) 三细线的方向 结点O 的位置 F′与F 的图示重合(或基本重合)针对训练4．将两根自然长度相同、劲度系数不同、粗细也不同的弹簧套在一起，看做一根新弹簧，设原粗弹簧(记为A)劲度系数为k 1，原细弹簧(记为B)劲度系数为k 2、套成的新弹簧(记为C)劲度系数为k 3.关于k 1、k 2、k 3的大小关系，同学们做出了如下猜想：甲同学：和电阻并联相似，可能是1k 3＝1k 1＋1k 2乙同学：和电阻串联相似，可能是k 3＝k 1＋k 2丙同学：可能是k 3＝k 1＋k 22(1)为了验证猜想，同学们设计了相应的实验(装置见图甲)．(2)简要实验步骤如下，请完成相应填空．a ．将弹簧A 悬挂在铁架台上，用刻度尺测量弹簧A 的自然长度L 0；b ．在弹簧A 的下端挂上钩码，记下钩码的个数n 、每个钩码的质量m 和当地的重力加速度大小g ，并用刻度尺测量弹簧的长度L 1；c ．由F ＝__nmg__计算弹簧的弹力，由x ＝L 1－L 0计算弹簧的伸长量，由k ＝F x计算弹簧的劲度系数；d ．改变__钩码的个数__，重复实验步骤b 、c ，并求出弹簧A 的劲度系数的平均值k 1；e ．仅将弹簧分别换为B 、C ，重复上述操作步骤，求出弹簧B 、C 的劲度系数；(3)图乙是实验得到的图线，由此可以判断__乙__同学的猜想正确．【解析】(2)弹簧的弹力等于n 个钩码的重力nmg ，多次测量求平均值可以减小误差，所以实验中需要改变钩码的个数以改变弹簧弹力．(3)由图可知，相同伸长量时：F C ＝F A ＋F B ，由胡克定律可得，k 3x ＝k 1x ＋k 2x ，所以乙同学的猜想是正确的．考 点 集 训 【p 272】1．某兴趣小组在“验证力的平行四边形定则”的实验时使用了如图甲所示的装置．先通过一根悬挂钩码的细线跨过定滑轮的方法牵引弹簧，使弹簧由O 点伸长至某个位置O′点，做好相关记录；再换用两根悬挂钩码的细线跨过定滑轮来牵引弹簧，使弹簧伸长到同一位置(两定滑轮的位置可适当调节)，做好相关记录．多次改变两细线夹角以及所挂钩码个数，重复实验．请回答下列问题：(1)本实验采用的科学方法是__C__．(选填选项前的字母)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)为了完成实验，必须记录的有__ABD__．(选填选项前的字母)A ．弹簧右端与滑轮之间的细线方向B ．所挂钩码个数C ．O 点的位置D ．O ′点的位置(3)某同学在纸上已经用力的图示法画出了某次实验时的两个互成角度的已知力F 1和F 2(如图乙所示)，请在图乙中做出F 1、F 2的合力F.____ 【解析】(1)合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法，故选C.(2)本实验中一个拉力的作用效果与两个拉力的作用效果相同，则一个拉力为两个拉力的合力，需确定出拉力的方向、拉力的大小以及O′点的位置，所以要记录弹簧右端与滑轮之间的细线方向、所挂钩码的个数以及O′点的位置，故选A 、B 、D.(3)根据平行四边形定则画出合力，如图：2．弹簧的劲度系数应该只与弹簧本身结构有关，与其他因素无关，某同学为了研究这个问题，进行了以下的实验：(1)把劲度系数为k 的轻弹簧悬挂起来，挂上一个较重的砝码，测出弹簧的伸长量为x.(2)把劲度系数也为k 的完全相同的两个轻弹簧串联在一起悬挂起来，挂上同一个砝码，测出它们总的伸长量为x 1.(3)把三个劲度系数为k 的完全相同的轻弹簧串联在一起悬挂起来，再挂上同一个砝码，测出它们共同的伸长量x 2.根据以上实验和胡克定律，如果把实验步骤(2)、(3)中两个和三个串联在一起的弹簧分别看成一个弹簧，它们的劲度系数分别为k 1、k 2，忽略弹簧自身重力产生的影响，且以上实验不超过弹簧的弹性限度，则k 1＝__12__k ，k 2＝__13__k. 根据以上实验步骤初步推断：在其他条件不变的情况下，弹簧的劲度系数与弹簧的长度应成__反比__(填“正比”“反比”或“无关”)．【解析】把劲度系数为k 的轻弹簧悬挂起来，挂上一个较重的砝码，测出弹簧的伸长量为x ，则mg ＝kx ；当把劲度系数也为k 的完全相同的两个轻弹簧串联在一起悬挂起来，挂上同一个砝码，测出它们总的伸长量为x 1，则x 1＝2x ；若把两个串联在一起的弹簧看成一个弹簧，则k 1x 1＝mg ＝kx ；解得k 1＝12k ；同理，当把劲度系数也为k 的完全相同的三个轻弹簧串联在一起悬挂起来，挂上同一个砝码，测出它们总的伸长量为x 2，则x 2＝3x ；若把三个串联在一起的弹簧看成一个弹簧，则k 2x 2＝mg ＝kx ；解得k 2＝13k ；根据以上实验初步推断：在其他条件不变的情况下，弹簧的劲度系数与弹簧的长度应成反比．3．某同学利用如图甲所示的装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验．在自由端挂上钩码．通过改变钩码的质量，测得多组钩码的质量m 和对应的弹簧长度x ，画出m －x 图线，如乙图所示．(重力加速度g ＝10 m/s 2)(1)由乙图的图线可得该弹簧的原长x 0＝__4__ cm ，劲度系数k ＝__50__ N/m.(2)他又把该弹簧做成一个弹簧测力计，当弹簧测力计上的示数如图丙所示时，该弹簧的长度x ＝__10__ cm.【解析】(1)乙图的图线可得该弹簧的原长x 0＝4 m ，劲度系数k ＝ΔF Δx ＝0.8×10（20－4）×10－2N/m ＝50 N/m.(2)弹簧测力计示数为3.0 N ，则该弹簧的长度x ＝F k ＋x 0＝30050cm ＋4 cm ＝10 cm. 4．在“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 ．将一根橡皮条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 ．在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码，使橡皮条拉伸，如图甲所示，记录：__细线的方向__、__结点的位置O__、__钩码个数__．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__结点位置与步骤B 中结点位置重合__，记录__钩码个数和对应的细线方向__．(2)如果力的平行四边形定则得到验证，那么图乙中cos αcos β＝__34__． 【解析】(2)设每个钩码的重力为G ，依O 点水平方向合力为零，有4Gcos α＝3Gcos β，∴cos αcos β＝34.5．在“探究弹力和弹簧长度的关系”的实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端，进行测量，根据实验所测数据，利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长l的关系图象，如图所示．根据图象回答以下问题．(1)弹簧的原长为__0.1__ m.(2)弹簧的劲度系数为__50__ N/m.(3)分析图象，总结出弹簧弹力F跟弹簧长度l之间的关系式为__F＝50l－5__．【解析】(1)根据平衡条件所持钩码的重力G等于弹簧的拉力．根据胡克定律可知：F ＝k(l－l0)，由此可知横轴截距为l0，故由图象可知l0＝10 cm；(2)当所持钩码的重力G为0时，弹簧的拉力也为0，此时弹簧长度即为原长，所以弹簧的原长为10 cm，根据F＝k(l－l0)可知，图象的斜率大小等于劲度系数大小，由图象求出，劲度系数为k＝50 N/m；(3)根据平衡条件所持钩码的重力G等于弹簧的拉力即F＝k(l－l0)＝50×(l－0.1)＝50l －5.6．某同学尝试用橡皮筋等器材验证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)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端与细绳连接，结点为O，细绳下挂一重物，两橡皮筋的另一端也都连有细绳．实验时，先将一条橡皮筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子A上，另一条橡皮筋任其下垂，如图中甲所示；再将另一条橡皮筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子B上，如图中乙所示．(1)为完成实验，下述操作中必需的是__bce__．a．两橡皮筋的另一端连接的细绳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。

人教版物理必修1第三章4实验：验证力的平行四边形定则一、实验探究题。

1. 做“探究求合力的方法”的实验时：（1）除已有的器材（方木板、白纸、弹簧测力计、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔）外，还必须有________和________．（2）在做上述实验时，在水平放置的木板上垫上一张白纸，把橡皮条的一端固定在板上，另一端结两个细绳套，通过细绳用两个互成角度的弹簧测力计拉橡皮条，使结点移到某一位置O，此时需记下：①________；②________；③________．然后用一个弹簧测力计把橡皮条拉长，使结点到达________，再记下________．（3）在某次实验中，某同学的实验结果如图所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳结点的位置．图中________是力F1与F2的合力的理论值；________是力F1与F2的合力的实验值．通过把________和________进行比较，验证平行四边形定则．2. 某同学在“探究弹簧和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500N/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1.00cm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的读数是________、弹簧秤b的读数________（填“变大”“变小”或“不变”）．3. 在完成“互成角度的两个共点力的合成”实验中．（1）如图所示，用两只弹簧测力计把结点拉到某一位置O，固定左边的测力计不动，移动右边的测力计，使橡皮筋结点仍在O点．那么，右边的测力计能否再有新的位置（）A.一定没有别的位置B.一定还有一个位置C.可能没有了，也可能有一个位置D.有无穷多的可能位置（2）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.建立物理模型法二、多选题。

实验二：验证力的平行四边形定则1．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，合力与分力的作用效果相同，这里的作用效果是指()A．弹簧测力计的弹簧被拉长B．固定橡皮条的图钉受拉力产生形变C．细绳套受拉力产生形变D．使橡皮条在某一方向上伸长到某一位置解析：合力与分力之间是等效替代关系，在实验中作用效果相同，是指橡皮条的伸长量相同且伸长到同一位置，故选项D正确．答案：D2．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学第一步用一个弹簧测力计钩住细绳套拉橡皮条，使结点到达某一位置O；第二步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，使结点到达同一位置O.第二步中必须记录的是()A．两细绳的长度和两细绳的方向B．橡皮条伸长的长度和两细绳的方向C．两弹簧测力计的读数和橡皮条伸长的长度D．两细绳套的方向和两弹簧测力计的读数解析：力的合成与分解都要满足平行四边形定则，因此必须要知道力的大小和方向，才能作出力的平行四边形，选项A、B、C错误，选项D正确．答案：D3．(多选)下面列出的措施中，哪些是有利于改进本节实验以减小误差的()A．橡皮条弹性要好，拉到O点时拉力适当大些B．两个分力F1和F2间的夹角要尽量大些C．拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计平行贴近木板面D．拉橡皮条的绳要细，而且要稍长一些解析：拉力“适当”大些能减小误差；而夹角“尽量”大些，则使作图误差变大，选项A正确，选项B错误；橡皮条等贴近木板，目的是使拉线水平；绳细且稍长便于确定力的方向，所以选项C、D正确．答案：ACD4．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5 N、最小分度为0.1 N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(a)所示．这时弹簧测力计的读数可从图中读出．(1)由图(a)可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为________N和________N．(只需读到0.1 N)(2)在方格纸[如图(b)所示]上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力．解析：从图(a)中知，弹簧测力计最小分度为0.1 N，因此竖直向下的弹簧测力计读数为2.5 N，水平向右的弹簧测力计读数为4.0 N，因为读出的数2.5 N、4.0 N．(2)两力均是0.5 N 的整数倍，因此，选方格纸中一个小方格的边长表示0.5 N，应用平行四边形定则，即可画出两个力以及它们的合力如图所示．答案：(1)2.5 4.0(2)图略5．某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时，主要步骤是：A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上．B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套．C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数．D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F.E．只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳套的方向，按同一标度作出这个力F′的图示．F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．上述步骤中：(1)有重要遗漏的步骤的序号是________和________；(2)遗漏的内容分别是__________和______________．解析：据验证力的平行四边形定则的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E.在C中未记下两条细绳的方向．E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置O.答案：(1)C E(2)记下两条细绳的方向把橡皮条的结点拉到同一位置O精美句子1、善思则能“从无字句处读书”。

实验验证力的平行四边形定则实验原理及注意事项1.(2017·泰州高一检测)如图是“探究求合力的方法”实验示意图.图(甲)表示在两个拉力F1,F2的共同作用下,将橡皮条的结点拉长到O 点;图(乙)表示准备用一个拉力F拉橡皮条.下列说法正确的是( D )A.(甲)实验时,两个拉力的大小应相等B.(甲)实验时,两个拉力的方向应互相垂直C.(乙)实验时,只需使橡皮条的伸长量与甲实验相等D.(乙)实验时,需将橡皮条的结点拉到O点解析:(甲)实验时,两个拉力的大小适当,将橡皮条拉到O点,并非要求它们的大小一定相等,选项A错误;实验时两个分力的夹角大小适当即可,并非要求一定垂直,选项B错误;(乙)实验时,要求橡皮条的伸长量和形变方向与(甲)实验相等,即将结点拉到O点,选项C错误,D 正确.2.(2017·连云港高一检测)用如图装置做“探究求合力的方法”的实验,下列说法中正确的是( B )A.实验中只需记录弹簧测力计示数的大小B.同一实验过程中,结点O的位置不变C.用铅笔沿图中细线直接画出直线表示该力的方向D.用两只弹簧测力计拉橡皮条时,两线绳间夹角必须为90°,以便求出合力的大小解析:实验中需记录弹簧测力计拉力的大小和方向还有结点的位置,选项A错误;要保证两个弹簧测力计的拉力与一个弹簧测力计的拉力效果相同,橡皮条要沿相同方向伸长量相同,则O点的位置应不变,选项B正确;记录方向时,通过在细线下方描点的方法进行,选项C错误;在实验中两个分力的夹角大小适当,且二力的大小要适量大些,这样有利于减小实验中偶然误差的影响,不需要夹角必须为90°,合力是通过作图得出的,不是计算出来的,选项D错误.实验步骤及数据处理3.在做“探究求合力的方法”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,先用一个弹簧测力计拉橡皮条的另一端到某一点(结点)并记下该点的位置;再将橡皮条的另一端系两根细绳,细绳的另一端都有绳套,用两个弹簧测力计分别钩住绳套,并互成角度地拉橡皮条.(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项,其中正确的是.A.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B.两根细绳必须等长C.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上D.在用两个弹簧测力计同时拉细绳时要注意使两个弹簧测力计的读数相等E.在用两个弹簧测力计同时拉细绳时必须将橡皮条的结点拉到用一个弹簧测力计拉时记下的结点位置(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2 N,两力的合力用F表示,F1,F2与F的夹角分别为θ1和θ2,下列说法正确的是.A.F1=4 NB.F=12 NC.θ1=45°D.θ1<θ2解析:(1)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,选项A正确;细绳的作用是能显示出力的方向,所以不需等长,选项B 错误;两细线拉橡皮条时,只要确保拉到同一点即可,不一定橡皮条要在两细绳的夹角平分线上,选项C错误;两弹簧测力计示数不需要等大,只要便于作出平行四边形即可,选项D错误;在该实验中要求每次拉橡皮条时要使橡皮条形变的长度和方向都相同,即结点O要拉到同一位置,这样两次的效果才等效,选项E正确.(2)根据平行四边形定则,作出两个力的合力,如图所示.由F1,F2的线段长度可知,F1=4 N,合力F=12 N.且F1与F的夹角为θ1,则sin θ1=,即θ1=45°,F2与F的夹角为θ2,则sin θ2=,则θ1>θ2,选项B,C正确,A,D错误.答案:(1)AE (2)BC4.(2017·上饶检测)某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材做“探究求合力的方法”,设计了如图所示的实验装置,固定在竖直木板上的量角器的直边水平,橡皮条的一端固定于量角器的圆心O 的正上方A处,另一端系绳套1和绳套2,主要实验步骤如下:Ⅰ.弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮条,使橡皮条的结点到达O点处,记下弹簧测力计的示数F;Ⅱ.弹簧测力计挂在绳套1上,手拉着绳套2,缓慢拉橡皮条,使橡皮条的结点到达O处,此时绳套1沿0°方向,绳套2沿120°方向,记下弹簧测力计的示数F1;Ⅲ.根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F1′=①.Ⅳ.比较②即可初步验证Ⅴ.只改变绳套2的方向,重复上述实验步骤.回答下列问题:(1)完成实验步骤中①;②;(2)将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向,同时绳套2由120°方向缓慢转动到180°方向,此过程中保持橡皮条的结点在O处不动,保持绳套1和绳套2的夹角120°不变,关于绳套1的拉力大小的变化,下列结论正确的是.(填选项前的序号)A.逐渐增大B.先增大后减小C.逐渐减小D.先减小后增大解析:(1)根据平行四边形定则计算绳套1的拉力F1′=Ftan 30°=,通过比较F1和F1′,在误差范围内相同,则可初步验证.(2)两个绳套在转动过程中,合力保持不变,根据平行四边形定则画出关系图像,如图所示.由此可知,绳套1的拉力大小逐渐增大,选项A正确.答案:(1)①②F1′和F1(2)A5.(2017·吉林高一检测)如图所示,某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解.A,B为两个相同的双向力传感器,该型号传感器在受到拉力时读数为正,受到压力时读数为负.A连接质量不计的细绳,可沿固定的板做圆弧形移动.B固定不动,通过光滑铰链连接长0.3 m的杆.将细绳连接在杆右端O点构成支架.保持杆在水平方向,按如下步骤操作:①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB=θ②对两个传感器进行调零③用另一根绳在O点悬挂一个钩码,记录两个传感器的读数④取下钩码,移动传感器A改变θ角重复上述实验步骤,得到表格.(1)根据表格数据,A传感器对应的是表中力(填“F1”或“F2”),钩码质量为kg.(g取10 m/s2,保留一位有效数字)(2)本实验中多次对传感器进行调零,对此操作说明正确的是.A.因为事先忘记调零B.何时调零对实验结果没有影响C.为了消除横杆自身重力对结果的影响D.可以完全消除实验的误差解析:(1)由表格数据可知,F1都是正值,传感器受到的都是拉力,因绳子只能提供拉力,故A传感器对应的是表中力F1.由于θ=30°时F1= 1.001 N,F2=0.868 N,此时F1,F2的合力与钩码对O的拉力是一对平衡力,则有F1sin 30°=mg,解得m=0.05 kg.(2)本实验中多次对传感器进行调零,为了消除横杆自身重力对结果的影响,选项C正确.答案:(1)F10.05 (2)C【教师备用】 (2017·杭州高一检测)某实验小组做“探究求合力的方法”实验,实验室提供的器材有:三根相同的弹簧、一块木板、细绳套、刻度尺、白纸和钉子若干.试根据他们的实验步骤按照要求完成有关问题:(1)如图(甲)a,b所示,他们先把弹簧静放在水平面上,然后记录弹簧两端的位置A,B,再用刻度尺测出A,B间的距离为L0,读出L0= cm.(2)接着他们利用三根弹簧做“探究求合力的方法”实验.将一根弹簧(记作Ⅰ)一端固定在钉子上,另一端套上细绳套,用另外两根弹簧(记作Ⅱ,Ⅲ)互成角度拉,如图(乙)所示,待稳定后,在白纸上分别记录三根弹簧两端的位置、细绳套结点O及细绳套方向上的M,N,P,如图(丙)所示.若测得三个弹簧伸长后的长度分别是LⅠ=16.20 cm,LⅡ=18.15 cm,LⅢ=16.69 cm,则:①因弹簧劲度系数未知,你应该用哪个物理量的大小代替弹力F的大小画力的图示?答: ;②在图(丙)中作出弹簧Ⅱ,Ⅲ的弹力F2,F3的图示;你选用的标度是;③弹簧Ⅱ与Ⅲ的合力与弹簧Ⅰ的弹力为一对平衡力,即大小相等,方向相反.请在图(丙)中用力的图示表示该合力F;④分别连接F2,F3与F的末端,观察合成遵循的规律.(3)改变弹簧Ⅱ,Ⅲ之间的夹角,重复操作,进一步探究合成遵循的规律.解析:(1)由刻度尺的读数方法可知,长度为8.10 cm;(2)①虽然弹力无法求出,但弹力大小与弹簧的形变量有关;故可以用L-L0来表示弹力的大小;②标度可以任意选取,但要注意让线段大小合适,本题中选用2 mm来表示弹簧伸长1 cm时的弹力;③根据选择的标度作出平行四边形如图所示.答案:(1)8.10 (2)①L-L0②2 mm来表示弹簧伸长1 cm时的弹力(合理即可) ③见解析。

高中物理人教版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一、实验探究题（共14题；共71分）1. “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)。

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)。

A.F1＝4NB.F＝12NC.θ1＝45∘D.θ1<θ22. 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_______；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________。

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3. 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F1=________N，F2=________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）。