2021年高中物理第3章 6实验：验证力的平等四边形定则课时作业新
人教版必修1
1．“探究求合力的方法”的实验原理是等效原理，其等效性是指( )
A．使弹簧测力计在两种情况下发生相同的形变
B．使两分力与合力满足平行四边形定则
C．使两次橡皮条伸长的长度相等
D．使两次橡皮条与两绳套的结点都与O点重合
【解析】“探究求合力的方法”的实验中，两次拉伸橡皮条时，伸长的长度及伸长的方向均相同，两分力与合力的作用效果才相同，才具有等效替代关系；因此C错误，D正确；实验过程中，弹簧测力计的拉力的大小和方向是可以改变的，A错误；合力与分力间一定满足平行四边形定则，不是人为造成的，故B也错误．
【答案】 D
2．(xx·郑州质量检测)某同学利用如图3－6－5所示的装置探究共点力合成的规律，图中GE是橡皮条，图甲表示用两个互成角度的拉力牵拉橡皮条，图乙表示用一个拉力牵拉橡皮条，下列说法正确的是( )
3－6－5
A．图甲中两个拉力的方向必须相互垂直
B．甲、乙两图中，橡皮条拉伸方向EO必须水平
C．甲、乙两图中必须将橡皮条拉到相同位置O
D．图甲中实验完成后，可更换橡皮条，继续进行图乙中实验
【解析】两次测量中拉力作用效果相同，因此必须将橡皮条拉到相同位置O，不需要两个拉力相互垂直，拉伸方向也不需要必须水平，实验中不能更换橡皮筋，故选C.
【答案】 C
3．(多选)在做完“验证力的平行四边形定则”实验后，某同学将其实验操作过程进行
了回顾，并在笔记本上记下如下几条体会，你认为他的体会中正确的是( ) A．用两只弹簧测力计拉橡皮条时，应使两细绳套间的夹角为90°，以便算出合力的大小
B．用两只弹簧测力计拉时合力的图示F与用一只弹簧测力计拉时图示F′不完全重合，在误差允许范围内，可以说明“力的平行四边形定则”成立
C．若F1、F2方向不变，而大小各增加1 N，则合力的方向也不变，大小也增加1 N D．在用弹簧测力计拉橡皮条时，要使弹簧测力计的弹簧与木板平面平行
【解析】用两只弹簧拉橡皮条时，两细绳套的夹角约在60°～120°范围，实验中不需要计算出合力的大小，没必要非得把绳套间夹角设定为90°，A错．实验中F与F′的图示不一定完全重合，只要两者长度差不多，夹角很小，就可以近似验证“力的平行四边形定则”，B对．F1、F2夹角不确定，它们的大小与合力F的大小关系不确定，不能通过F1、F2大小的变化来确定F大小的变化，C错．为减小读数和作图的误差，实验中用弹簧测力计拉橡皮条时，应使弹簧测力计与木板平面平行且弹簧测力计的轴线沿橡皮条或细绳套方向，D 对．
【答案】BD
4．在“探究求合力的方法”的实验中，根据实验数据画出力的图示，如图3－6－6所示，图上标出F1、F2、F、F′四个力，其中________(填上述字母)不是由弹簧测力计直接测得的；若F与F′的________基本相等，________基本相同，说明力的平行四边形定则得到了验证．
图3－6－6
【解析】位于平行四边形对角线上的那个力是理论值，不是真正实验测量所对应的力，只要作出的对角线方向、长短与实验得到力的有向线段差不多重合且等长，则在误差允许范围内，可认为平行四边形定则得到了验证．
【答案】F′大小方向
5．某同学在学完“力的合成”后，想在家里做实验验证力的平行四边形定则．他从学校的实验室里借来两个弹簧测力计，按如下步骤进行实验．
A．在墙上帖一张白纸用来记录弹簧测力计弹力的大小和方向
B．在一个弹簧测力计的下端悬挂一装满水的水杯，记下静止时弹簧测力计的读数F C．将一根大约30 cm长的细线从杯带中穿过，再将细线两端分别拴在两个弹簧测力计的挂钩上．在靠近白纸处用手对称地拉开细线，使两个弹簧测力计的示数相等，在白纸上记下细线的方向，弹簧测力计的示数如图3－6－7甲所示．
D．在白纸上按一定标度作出两个弹簧测力计的弹力的图示，如图乙所示，根据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力F′.
3－6－7
(1)在步骤C中，弹簧测力计的读数为________ N.
(2)在步骤D中，合力F′＝________ N.
(3)若____________________________________，就可以验证力的平行四边形定则．
【解析】(1)弹簧测力计读数时需要估读，最终的读数要以有效数字的形式给出，根据题图甲弹簧测力计指针的位置，可读出力的大小为3.00 N.
(2)根据力的大小可以用线段的长度来表示，利用刻度尺和三角板在题图乙上，由已知的两个力作出平行四边形，测量出两力之间的对角线的长度，与标度为1N的长度进行比较，可求出F′的大小为(5.2±0.2)N.
(3)若F′在竖直方向且数值与F近似相等，在实验误差允许的范围内可以验证力的平行四边形定则．
【答案】(1)3.00 (2)(5.2±0.2)(3)F′在竖直方向且数值与F近似相等
6．(xx·江苏高考)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3－6－8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．
图3－6－8
(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3－6－9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．
