沪科版 (2019)必修 第一册3.5 怎样求合力同步练习题

第3章力与相互作用

3.5.2　实验:探究两个互成角度的力的合成规律

课后篇巩固提升

合格考达标练

1.将橡皮筋的一端固定在A点,另一端系上两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度为0.1 N的测力计。沿着两个不同的方向拉测力计。当橡皮筋的活动端拉到O点时,两根细绳相互垂直,如图甲所示。这时弹簧测力计的读数可从图甲中读出。

(1)由图甲可读出两个相互垂直的拉力的大小分别为　　　　　N和　　　　　N。 

(2)在图乙的方格纸上画出这两个力及它们的合力。

解析(1)由题图甲可知,竖着的测力计的读数为2.50N,横着的测力计的读数为4.00N。

(2)因为读数2.50N、4.00N均是0.50N的整数倍,所以选方格纸中一个小方格的边长表示0.50N,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)2.50　4.00　(顺序可调换)　(2)见解析

2.(2020安徽安庆期末)某同学做探究两个互成角度的力的合成规律的实验,所用器材有:木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和两个测力计,实验装置如图所示。

(1)该同学按下列步骤操作:

①在水平桌面上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;

②用图钉把橡皮筋的一端固定在木板上的A点,在橡皮筋的另一端系上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;

③用两个测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋伸长,橡皮筋与细绳的结点到达某一位置O,记下O点的位置及两个测力计的示数F1和F2;

④按选好的标度,分别作出F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;

⑤只用一个测力计,通过细绳套拉橡皮筋使其伸长,读出测力计的示数F',记下F'的方向,按同一标度作出这个力F'的图示;

⑥比较力F'和F的大小和方向,得出结论。

在上述步骤中:

步骤③中遗漏的重要操作是　。 

步骤⑤中遗漏的重要操作是　。 

(2)根据实验数据画出的力如图所示。图上标出了F1、F2、F、F'四个力,其中　　　　　(填上述字母)不是由测力计直接测出的。F和F'两力中,方向一定沿AO方向的是　　　　　。 

解析(1)③中仅记录了F1、F2的大小,未记录两条细绳的方向;⑤中未说明是否把橡皮筋与细绳的结点拉到同一位置。

(2)F是由平行四边形定则作图画出,不是由测力计直接测出的。F'是用一个测力计拉橡皮筋的作用力,它一定沿AO方向。

答案(1)记录F1和F2的方向　将橡皮筋与细绳套的结点拉到同一位置　(2)F　F'

等级考提升练

3.某同学用如图所示的实验装置来探究两个互成角度的力的合成规律。测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M。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点的位置和细线方向。

(1)本实验用的测力计示数的单位为N,图中A的示数为　　　　　N。 

(2)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.测力计应在使用前校零

C.细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)由测力计可读出示数为3.6N;

(2)多次实验时,只要O点静止,三个力的合力为零即可,没有必要每次都要使O点静止在同一位置,故选D;

(3)减小重物M的质量,可使测力计的读数减小,改变测力计B拉力的大小或方向也可。

答案(1)3.6

(2)D

(3)①改变测力计B拉力的大小

②减小重物M的质量

4.用如图所示的器材和方法可以探究两个互成角度的力的合成规律,在圆形桌子上平铺一张白纸,在桌子边缘安装三个光滑的定滑轮,其中,滑轮P1固定在桌子边,滑轮P2、P3可沿桌边移动。实验的步骤如下:

①在三根轻绳下挂上一定质量的钩码,并使结点O静止;

②在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向,以O点为起点,作出三个拉力的图示;

③以绕过P2、P3的绳的两个拉力为邻边作平行四边形,作出以O点为起点的平行四边形的对角线,量出对角线的长度;

④检验对角线的长度和绕过P1的绳的拉力的图示的长度是否一样,方向是否在一条直线上。

实验时,改变滑轮P2、P3的位置和相应绳上钩码的数量,使结点静止,绳的结点　　　　(选填“必须”或“不必”)与第一次实验中白纸上描下的O点重合。实验中,若桌面不水平　　　　(选填“会”或“不会”)影响实验的结论。若某滑轮与绳间存在摩擦力　　　　　　(选填“会”或“不会”)影响实验的结论。 

解析本实验不是先用一根绳拉结点,然后用两根绳去拉结点,使一根绳拉的作用效果与两根绳拉的作用效果相同,而是三根绳都直接拉O点,所以O点的位置可以改变,若桌面不水平,也不会影响实验的结论。若某滑轮与绳间存在摩擦力,则该绳的拉力不再等于钩码重力,会影响实验结论。

答案不必　不会　会