人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力综合与测试优秀习题

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基础巩固


1.(多选)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( )





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


2.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勾住绳套,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 。


能力提升


1.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F1和F2,沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出两个点,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F3, ;


(4)按照力的图示要求,作出拉力F1、F2、F3;


(5)根据力的平行四边形定则作出F1和F2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次进行实验。


2.某同学利用如图甲所示的装置来验证力的平行四边形定则。在竖直木板上钉上白纸,固定两个滑轮A和B(绳与滑轮间的摩擦不计),三根绳子的结点为O,在左右及中间的绳端分别挂上个数为N1、N2和N3的钩码,每个钩码的质量相等。当系统达到平衡时,根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3。





(1)关于本实验,以下说法中正确的是( )


A.若钩码的个数N1=N2=2,N3=4时可以完成实验


B.若钩码的个数N1=N2=N3=4时可以完成实验


C.拆下钩码和绳子前应当用量角器量出三段绳子之间的夹角


D.拆下钩码和绳子前应当用天平测出钩码的质量


E.拆下钩码和绳子前应当标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向


(2)在作图时,图乙中正确的是 (填“A”或“B”)。


3.某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,所用器材有:方木板一块,白纸,量程为5 N的弹簧测力计两个,橡皮条(带两个较长的细绳套),刻度尺,图钉(若干个)。


(1)具体操作前,同学们提出了如下关于实验操作的建议,其中正确的有 。


A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上


B.重复实验再次进行验证时,结点O的位置可以与前一次不同


C.使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线;读数时视线应正对测力计刻度


D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力


(2)该小组的同学用同一套器材做了四次实验,白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点,如下图所示。其中对于提高实验精度最有利的是 。

















参考答案


实验:探究两个互成角度的力的合成规律


基础巩固


1.BC 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。由于本实验是两个弹簧测力计与一个弹簧测力计的作用效果相同,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。


2.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


能力提升


1.解析 (3)用铅笔描出绳上的两个点,用刻度尺把相应点连成直线(画拉力的方向),目的是画出同两分力产生相同效果的这个力的方向。


(6)F与F3作比较,即比较用平行四边形作出的合力和产生相同效果的实际的力是否相同,即可验证力的平行四边形定则的正确性。


答案 沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出两个点,用刻度尺把这两点连成直线 F与F3


2.解析 (1)因实验时,三个力之间有夹角,故当钩码的个数N1=N2=2,N3=4时,三个力是不能平衡的,A错误;若钩码的个数N1=N2=N3=4时,三个力的夹角都是120°可以平衡,故可以完成实验,B正确;拆下钩码和绳子前应当记下结点O的位置、钩码的个数及三条绳子的方向,故C错误,E正确;不需要用天平测量钩码质量,D错误。


(2)在作图时,F3是实际作用效果,应在OC直线上。故图乙中正确的是A。


答案 (1)BE (2)A


3.解析 (1)做验证力的平行四边形定则实验时,橡皮条和两绳套夹角的角平分线没有必要在一条直线上,选项A错误;在同一次实验中要保持橡皮条结点O在同一位置,但为了寻找普遍规律重复实验(或不同实验小组实验)时,结点O的位置可以不同,选项B正确;由弹簧测力计的使用规则可知选项C正确;合力与分力的大小关系不确定,实验中没有必要使两个测力计拉橡皮条时拉力小于只用一个测力计时的拉力,选项D错误。


(2)A、D图中选择的力的标度太大,不方便作图,并且A图中表示力的作用线的点离结点O太近不利于确定力的方向,选项A、D错误;C图中实验时弹簧测力计的示数太小,作图误差较大,不利于总结实验结论,选项C错误。故只有选项B最符合题意。


答案 (1)BC (2)B