1、第二章 相互作用相互作用 实验三 验证力的平行四边形定则 1 实验知识自主回顾 2 核心考点重点突破 3 2年高考1年模拟 1 实验知识自主回顾 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 一一、实验目的实验目的 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 中的应用中的应用。 二二、实验原理实验原理 一个力一个力F的作用效果和两个力的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条一端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固定的橡皮筋伸长到同一点，所以所以 力力F就是这两个力就是这两个力F1和和F2的
2、合力的合力。作作 出力出力F1、F2和和F的图示的图示，再根据再根据平行平行 四边形四边形定则作出力定则作出力F1和和F2的合力的合力F 的的图示图示，如图所示如图所示。比较比较F和和F的的 大小大小和方向和方向，若在实验误差允许若在实验误差允许范围范围 内内相等相等，则可验证平行四边形定则则可验证平行四边形定则。 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 三三、实验器材实验器材 方木板一块方木板一块，弹簧秤两个弹簧秤两个，白纸白纸，橡皮条一段橡皮条一段，细绳套两个细绳套两个，图钉图钉 (若干若干)，三角板三角板，刻度尺刻度尺，铅笔铅笔。 四四、实验步骤实验步骤 (1)用图钉把一张白纸
3、钉在水平桌面上的木板上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互成角度地拉橡皮筋， 使橡皮筋伸长使橡皮筋伸长，结点到达某一位置结点到达某一位置O。 (3) 用 铅 笔 描 下用 铅 笔 描 下 _ 和和 _ ， 并 记 录并 记 录 _，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出 合力合力F。 结点结点O的位置的位置 两条细绳的方向两条细绳的方向 弹簧测力计的读数弹簧测力计的读数 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 (4)只用一个弹簧测力计只用一个
4、弹簧测力计，通过细绳套把橡皮筋的结点拉到通过细绳套把橡皮筋的结点拉到 _，记下记下_和和_。 (5)比较比较F与用平行四边形定则求得的合力与用平行四边形定则求得的合力F，判断在实验误差允判断在实验误差允 许的范围内是否相等许的范围内是否相等。 与前面相同的位置与前面相同的位置O 弹簧测力计的读数弹簧测力计的读数F 细绳的方向细绳的方向 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 五五、误差分析误差分析 除弹簧测力计本身的误差外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实验误差主要来源于读数误差和作图 误差两个方面误差两个方面。 (1)减小读数误差的方法：弹簧测力计数据在允
5、许的情况下减小读数误差的方法：弹簧测力计数据在允许的情况下，尽量大尽量大 一些一些。 (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，两个分力两个分力 F1、F2间的夹角越大间的夹角越大，用平行四边形作出的合力用平行四边形作出的合力F的误差的误差F就越大就越大，所所 以实验中不要把以实验中不要把F1、F2间的夹角取得太大间的夹角取得太大。 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 六六、注意事项注意事项 (1)正确使用弹簧测力计：正确使用弹簧测力计：本实验需要选用规格相同的两只弹簧测本实验需要选用规格相同的两只弹簧测 力计；力计；使用
6、时读数尽量大使用时读数尽量大，但不能超出量程；但不能超出量程；被测力的方向与轴线被测力的方向与轴线 方向要一致；方向要一致；读数时应正对读数时应正对、平视刻度平视刻度。 (2)位置不变：在同一次实验中位置不变：在同一次实验中，橡皮筋拉长后橡皮筋拉长后，结点结点O的位置必须的位置必须 保持不变保持不变。 2 核心考点重点突破 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 (2021 四川雅安中学开学考四川雅安中学开学考)两个实验小组做了如下两个实两个实验小组做了如下两个实 验验，请回答下列问题：请回答下列问题： .一个实验小组利用图甲实验装置进行一个实验小组利用图甲实验装置进行“探究求合力的
7、方法探究求合力的方法”实实 验验。 考点一考点一 教材原型实验教材原型实验 例例1 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 (1)下列说法中正确的是下列说法中正确的是_。 A在测量同一组数据在测量同一组数据F1、F2和合力和合力F的过程中的过程中，橡皮条结点橡皮条结点O的位的位 置不能变化置不能变化 B弹簧测力计拉细线时弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下拉力方向必须竖直向下 CF1、F2和合力和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程的大小都不能超过弹簧测力计的量程 D为减小测量误差为减小测量误差，F1、F2间夹角应为间夹角应为90 (2)弹簧测力计的指针如图乙所示弹簧测力计的指
8、针如图乙所示，由图可知拉力的大小为由图可知拉力的大小为_ N。 (3)本实验采用的科学方法是本实验采用的科学方法是_。 A理想实验法理想实验法 B控制变量法控制变量法 C等效替代法等效替代法 D建立物理模型建立物理模型法法 AC 4.00 C 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 .另一个实验小组在另一个实验小组在“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”的实验中的实验中，某同某同 学的实验情况如图丙所示学的实验情况如图丙所示，其中其中A为固定橡皮条的图钉为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与为橡皮条与 细绳的结点细绳的结点，OB和和OC为细绳为细绳。 高考一轮总复习 物理 第二章
9、 相互作用 返回导航 (1)本实验中本实验中，采取下列哪些方法和步骤可以减小实验误差采取下列哪些方法和步骤可以减小实验误差_。 A两个分力两个分力F1、F2间的夹角尽量小些间的夹角尽量小些 B两个分力两个分力F1、F2的大小要适当大些的大小要适当大些 C拉橡皮条的细绳要稍短一些拉橡皮条的细绳要稍短一些 D实验中实验中，弹簧测力计必须与木板平行弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧读数时视线要正对弹簧 测力计刻度测力计刻度 (2)本实验采用的是等效替代法本实验采用的是等效替代法，但若将细绳也换成橡皮条但若将细绳也换成橡皮条，则实验则实验 结果是否会发生变化结果是否会发生变化？答：答：_(
10、填填“变化变化”或或“不变化不变化”)。 BD 不变化不变化 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 (3)为了完成实验为了完成实验，在用两个完全相同的弹簧测力计成一定角度拉橡在用两个完全相同的弹簧测力计成一定角度拉橡 皮条时皮条时，必须记录的有必须记录的有_。 A两细绳的方向两细绳的方向 B橡皮条的原长橡皮条的原长 C两弹簧测力计的示数两弹簧测力计的示数 D结点结点O的位置的位置 (4)若保持结点若保持结点O的位置及的位置及OB绳方向不变绳方向不变，而将而将OC顺时针缓慢转动顺时针缓慢转动 一小角度一小角度，其他操作均正确其他操作均正确，则则_。 A弹簧测力计甲的示数不变弹簧测力计
11、甲的示数不变 B弹簧测力计甲的示数一直减小弹簧测力计甲的示数一直减小 C弹簧测力计乙的示数可能增大弹簧测力计乙的示数可能增大 D弹簧测力计乙的示数一定先减小后弹簧测力计乙的示数一定先减小后增大增大 ACD BC 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 解析解析 本题考查平行四边形定则的实验原理和误差分析本题考查平行四边形定则的实验原理和误差分析。 .(1)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 相同相同，橡皮条要沿相同方向且伸长量相同橡皮条要沿相同方向且伸长量相同，则则O点的位置应固定点的位置应固定，故故A 正确；本实
12、验是在水平面作力的图示正确；本实验是在水平面作力的图示，为了减小误差弹簧测力计必须保为了减小误差弹簧测力计必须保 持与木板平行持与木板平行，橡皮条及挂钩码的细绳必须在同一平面内橡皮条及挂钩码的细绳必须在同一平面内，弹簧测力计弹簧测力计 拉细线时拉细线时，拉力方向不一定要竖直向下拉力方向不一定要竖直向下，故故B错误；在测量的过程中错误；在测量的过程中 F1、F2和合力和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程的大小都不能超过弹簧测力计的量程，否则误差比较否则误差比较 大大，故故C正确；本实验只要使两次效果相同就行正确；本实验只要使两次效果相同就行，两个弹簧测力计拉力两个弹簧测力计拉力 的方向没有限
13、制的方向没有限制，并非一定要夹角为并非一定要夹角为90不变不变，故故D错误错误。 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 (2)由图乙弹簧测力计的指针指示可知由图乙弹簧测力计的指针指示可知，拉力拉力F的大小为的大小为4.00 N。 (3)本实验中本实验中，合力产生的效果与两个分力产生的效果是相同的合力产生的效果与两个分力产生的效果是相同的，所所 以采用的科学方法是等效替代法以采用的科学方法是等效替代法，所以选项所以选项C正确正确。 .(1)根据平行四边形定则可知两个分力的夹角太小将会导致合力根据平行四边形定则可知两个分力的夹角太小将会导致合力 过大过大，使用一个弹簧测力计拉橡皮条时使
14、用一个弹簧测力计拉橡皮条时，拉力可能会超过弹簧测力计的拉力可能会超过弹簧测力计的 量程量程，故夹角不能太小或太大故夹角不能太小或太大，适当即可适当即可，故故A错误；为了减小读数误错误；为了减小读数误 差差，应让两力适当大些应让两力适当大些，故故B正确；为了准确记下拉力的方向正确；为了准确记下拉力的方向，采用两采用两 点描线时两点距离应尽量大一些点描线时两点距离应尽量大一些，故细绳应长些故细绳应长些，故故C错误；作图时是错误；作图时是 在白纸中作图在白纸中作图，作出的是水平力的图示作出的是水平力的图示，为了减小因摩擦造成的误差为了减小因摩擦造成的误差， 故应使各力尽量与木板面平行故应使各力尽量与
15、木板面平行，以及读弹簧测力计示数时以及读弹簧测力计示数时，视线要正对视线要正对 刻度刻度，故故D正确正确。 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 (2)由于由于O点的作用效果相同点的作用效果相同，拉力与绳子的性质无关拉力与绳子的性质无关，故将细绳换故将细绳换 成橡皮条成橡皮条，不会影响实验结果不会影响实验结果。 (3)该实验的实验目的是验证力的平行四边形定则该实验的实验目的是验证力的平行四边形定则，要根据两个弹簧要根据两个弹簧 测力计拉橡皮条时两个拉力的大小和方向作出平行四边形求出其合力大测力计拉橡皮条时两个拉力的大小和方向作出平行四边形求出其合力大 小小，然后与一个弹簧测力计拉橡
16、皮条时的拉力大小进行比较然后与一个弹簧测力计拉橡皮条时的拉力大小进行比较，最后得出最后得出 结论结论，故需要记录的是两弹力的大小和方向以及结点的位置故需要记录的是两弹力的大小和方向以及结点的位置，故故A、 C、D正确正确，B错误错误。 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 (4)对结点对结点O受力分析受力分析，受到两条细绳的受到两条细绳的 拉力和橡皮条的拉力拉力和橡皮条的拉力，保持结点保持结点O的位置及的位置及 OB绳方向不变绳方向不变，其中橡皮条长度不变其中橡皮条长度不变，其拉其拉 力大小不变力大小不变，即合力不变即合力不变，如图所示如图所示，则弹则弹 簧测力计甲的示数一直减小簧
17、测力计甲的示数一直减小，但弹簧测力计但弹簧测力计 乙的示数可能增大乙的示数可能增大，也有可能减小也有可能减小，要根据要根据 夹角的大小进行判断夹角的大小进行判断，故故A、D错误错误，B、C正正 确确。 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 变式训练变式训练1(2021 重庆八中月考重庆八中月考)如图所示如图所示，图甲是图甲是“验证力的验证力的 平行四边形定则平行四边形定则”的实验设计图的实验设计图，其中其中A为固定橡皮条的图钉为固定橡皮条的图钉，O为橡为橡 皮条与细绳的结点皮条与细绳的结点，0B和和OC为细绳为细绳。图乙是某实验小组在白纸上根据图乙是某实验小组在白纸上根据 实验结果
18、画出的图实验结果画出的图。 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 (1)本实验采用的科学方法是本实验采用的科学方法是_。 A理想实验法理想实验法 B控制变量法控制变量法 C等效替代法等效替代法 D建立物理模型法建立物理模型法 (2)实验中实验中，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 和和F2，图中小正方形的边长表示图中小正方形的边长表示2 N，F为根据平行四边形定则作出的合为根据平行四边形定则作出的合 力力(图中未画出图中未画出)。F1、F2与与F的夹角分别为的夹角分别为1和和2，下列说法正确的是下列说法正确的是 _。 A
19、F14 N BF12 N C135 D12，B 正确。正确。 (3)同一次实验中，同一次实验中，O 点的位置不能改变，点的位置不能改变， 但重复进行实验时，但重复进行实验时，O 点的位置可以变动。点的位置可以变动。 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 实验拓展创新的两种方法实验拓展创新的两种方法 以本实验为背景以本实验为背景，以实验中操作的注意事项以实验中操作的注意事项、误差来源设置条件误差来源设置条件， 或通过改变实验条件或通过改变实验条件、实验仪器设置题目实验仪器设置题目。 1对实验原理的理解对实验原理的理解、实验方法的迁移实验方法的迁移 考点二考点二 实验拓展创新实验拓展创
20、新 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 2实验器材的改进实验器材的改进 (1)橡皮筋橡皮筋 替代替代 弹簧测力计弹簧测力计 (2)钩码钩码 替代替代 弹簧测力计弹簧测力计 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 (2021 广东清远期末广东清远期末)为了验证力的平行四边形定则为了验证力的平行四边形定则，小明小明 在家中找到一根长为在家中找到一根长为0.5 m的橡皮筋的橡皮筋(弹力与伸长量成正比弹力与伸长量成正比)、装有水的总装有水的总 质量质量m0.5 kg的矿泉水瓶的矿泉水瓶、刻度尺刻度尺、量角器和细绳等器材量角器和细绳等器材，其操作如其操作如 下：下： 将橡皮筋从中
21、间位置截断得到两根长为将橡皮筋从中间位置截断得到两根长为0.25 m的的橡橡 皮筋皮筋； 如图甲所示如图甲所示，将一根橡皮筋上端固定将一根橡皮筋上端固定，让其自然让其自然下下 垂垂，将矿泉水瓶通过细绳连接在橡皮筋的下端将矿泉水瓶通过细绳连接在橡皮筋的下端，待待矿泉水矿泉水 瓶瓶静止后用刻度尺测出此时橡皮筋的长度静止后用刻度尺测出此时橡皮筋的长度L1； 例例2 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 如图乙所示如图乙所示，将两根橡皮筋上端固定将两根橡皮筋上端固定，下端用细绳拴接并悬挂矿下端用细绳拴接并悬挂矿 泉水瓶泉水瓶，待矿泉水瓶静止后用量角器测得两橡皮筋之间的夹角恰为待矿泉水瓶静止
22、后用量角器测得两橡皮筋之间的夹角恰为 90，测出其中一根橡皮筋的长度为测出其中一根橡皮筋的长度为29.00 cm，另一根橡皮筋的长度为另一根橡皮筋的长度为 L2。 (1)由图可得由图可得L1_； (2)L2_ cm，就验证了该情况下就验证了该情况下，力力的的 合成合成遵循平行四边形定则遵循平行四边形定则。 30.00 28.00 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 解析解析 (1)由题图甲可以读出由题图甲可以读出L130.00 cm。 (2)根据胡克定律根据胡克定律，橡皮筋的弹力与伸长量成正比橡皮筋的弹力与伸长量成正比，两个橡皮筋的伸两个橡皮筋的伸 长量分别为长量分别为4.00
23、cm和和3.00 cm，夹角为夹角为90时时，两个力的合力与一根橡两个力的合力与一根橡 皮筋伸长皮筋伸长5.00 cm时相同时相同，即可验证该情况下即可验证该情况下，力的合成遵循平行四边形力的合成遵循平行四边形 定则定则，故故L228.00 cm。 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 变式训练变式训练2(2020 湖南长沙雅礼中学月考湖南长沙雅礼中学月考)用如图所示的器材和用如图所示的器材和 方法可以验证方法可以验证“力的平行四边形定则力的平行四边形定则”。在圆形桌子透明桌面上平铺一在圆形桌子透明桌面上平铺一 张白纸张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮在桌子边缘安装三个光滑的滑轮
24、，其中其中，滑轮滑轮P1固定在桌子固定在桌子 边边，滑轮滑轮P2、P3可绕桌边移动可绕桌边移动。 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 第一次实验时第一次实验时，步骤如下：步骤如下： A在三根轻绳下挂上一定数量的钩码在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，并使结点并使结点O静止；静止； B在白纸上描下在白纸上描下O点的位置和三根轻绳的方向点的位置和三根轻绳的方向，以以O点为起点点为起点，作作 出三个拉力的图示；出三个拉力的图示； C以绕过以绕过P2、P3的轻绳上的两个力为邻边作平行四边形的轻绳上的两个力为邻边作平行四边形，作出以作出以O 点为起点的平行四边形的对角线点为起点的平行四边形的对
25、角线，量出对角线的长度；量出对角线的长度； D检验对角线的长度和绕过检验对角线的长度和绕过P1的轻绳拉力的图示的长度是否一的轻绳拉力的图示的长度是否一 样样，方向是否在一条直线上方向是否在一条直线上。 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 (1)这次实验中这次实验中，若一根轻绳挂的钩码质量为若一根轻绳挂的钩码质量为m，另一根轻绳挂的钩另一根轻绳挂的钩 码质量为码质量为2m，则第三根轻绳挂的钩码质量一定大于则第三根轻绳挂的钩码质量一定大于_且小于且小于_。 (2)第二次实验时第二次实验时，改变滑轮改变滑轮P2、P3的位置和相应绳上钩码的数量的位置和相应绳上钩码的数量， 使结点平衡使结
26、点平衡，绳的结点绳的结点_(填填“必必”或或“不必不必”)与第一次实验中白与第一次实验中白 纸上描下的纸上描下的O点重合点重合。实验中实验中，若桌面不水平若桌面不水平，_(填填“会会”或或 “不会不会”)影响实验结论影响实验结论。 m 3m 不必不必 不会不会 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 解析解析 本题考查利用圆桌和钩码验证平行四边形定则本题考查利用圆桌和钩码验证平行四边形定则。 (1)若一根轻绳挂的钩码质量为若一根轻绳挂的钩码质量为m，另一根轻绳挂的钩码质量为另一根轻绳挂的钩码质量为2m， 则两轻绳的拉力分别为则两轻绳的拉力分别为mg、2mg，两轻绳拉力的合力两轻绳拉力
27、的合力F的范围是的范围是|2mg mg|Fmg2mg，即即mgF3mg，三力的合力为零三力的合力为零，则第三根轻绳则第三根轻绳 挂的钩码质量范围在挂的钩码质量范围在m3m之间之间，即第三根轻绳挂的钩码质量一定大于即第三根轻绳挂的钩码质量一定大于 m且小于且小于3m。 (2)本实验不是先用一根细绳拉本实验不是先用一根细绳拉，再用两根细绳拉再用两根细绳拉，使一根细绳拉的使一根细绳拉的 作用效果与两根细绳拉的作用效果相同作用效果与两根细绳拉的作用效果相同，而是三根细绳都同时拉而是三根细绳都同时拉O点点， 所以所以O点的位置可以改变点的位置可以改变，若桌面不水平若桌面不水平，也不会影响实验结论也不会影
28、响实验结论。 3 2年高考1年模拟 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 1(2020 江苏苏州月考江苏苏州月考)请完成请完成“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”实验的实验的 相关内容相关内容。 (1)如图甲所示如图甲所示，在铺有白纸的水平木板上在铺有白纸的水平木板上，橡皮条一端固定在橡皮条一端固定在A 点点，另一端拴两个细绳套另一端拴两个细绳套。 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 (2)如图乙所示如图乙所示，用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使绳与橡使绳与橡 皮条的结点伸长到某位置并记为皮条的结点伸长到某位置并记为O
29、点点，记下此时弹簧测力计的示数记下此时弹簧测力计的示数F1和和 F2及及_。 (3)如图丙所示如图丙所示，用一个弹簧测力计拉橡皮条用一个弹簧测力计拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点使绳与橡皮条的结点 拉到拉到O点点，记下此时弹簧测力计的示数记下此时弹簧测力计的示数F_ N和细绳的方向和细绳的方向。 (4)如图丁所示如图丁所示，已按一定比例作出了已按一定比例作出了F1、F2和和F的图示的图示，请用作图请用作图 法作出法作出F1和和F2的合力的合力F。 答案答案 两细绳的方向两细绳的方向 3.00 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 (5)F与与F大小相等大小相等，方向略有偏差方向略有偏差
30、，如果此偏差仅由如果此偏差仅由F1引起引起，则则 原因是原因是F1的大小比真实值偏的大小比真实值偏_(填填“大大”或或“小小”)或或F1与与F2的夹角比的夹角比 真实夹角偏真实夹角偏_(填填“大大”或或“小小”)。 解析解析 (2)实验时实验时，用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使绳使绳 与橡皮条的结点伸长到某位置并记为与橡皮条的结点伸长到某位置并记为O点点，记下此时两弹簧测力计的示记下此时两弹簧测力计的示 数数F1和和F2及两细绳的方向及两细绳的方向。 (3)弹簧测力计的分度值为弹簧测力计的分度值为0.1 N，要估读到分度值的下一位要估读到分度值的下一位，
31、则弹则弹 簧测力计的示数为簧测力计的示数为3.00 N。 大大 大大 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 (4)由力的图示作出由力的图示作出F1和和F2的合力如图所示；的合力如图所示； (5)F与与F大小相等大小相等，方向略有偏差方向略有偏差，如果此偏差仅由如果此偏差仅由F1引起引起，由由 图可知图可知，F1的大小比真实值偏大或的大小比真实值偏大或F1与与F2的夹角比真实值偏大的夹角比真实值偏大。 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 2(2020 四川成都模拟四川成都模拟)某物理课外兴趣小组的三名同学想验证力某物理课外兴趣小组的三名同学想验证力 的平行四边形定则的平
32、行四边形定则，他们找到了如下物品：一根粗细均匀的长橡皮筋他们找到了如下物品：一根粗细均匀的长橡皮筋、 木板木板、剪刀剪刀、白纸白纸、铅笔铅笔、刻度尺刻度尺、三角板三角板、三个质量相同的钩码三个质量相同的钩码、图图 钉和细绳若干钉和细绳若干。他们设计了如下实验方案：他们设计了如下实验方案： 步骤步骤1：橡皮筋一端固定：橡皮筋一端固定，另一端系上细绳套另一端系上细绳套，分别挂上一个分别挂上一个、两两 个个、三个钩码三个钩码，用刻度尺测量挂上相应的钩码时橡皮筋的长度用刻度尺测量挂上相应的钩码时橡皮筋的长度，看伸长看伸长 量是否与所挂钩码数成正比量是否与所挂钩码数成正比，若成正比则进行下一步；若成正比
33、则进行下一步； 步骤步骤2：将橡皮筋剪成长度均为：将橡皮筋剪成长度均为l的三段的三段，将三段橡皮筋的一端系在将三段橡皮筋的一端系在 一起设为结点一起设为结点 O，另一端均系上细绳套另一端均系上细绳套，任取两细绳套对拉任取两细绳套对拉，检查对应检查对应 橡皮筋长度是否相等橡皮筋长度是否相等，若相等则进行下一步若相等则进行下一步； 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 步骤步骤3：在木板上固定白纸：在木板上固定白纸，在白纸合适位置用图钉套住一细绳在白纸合适位置用图钉套住一细绳 套套，现用手将另两细绳套成一定角度往下拉适当的距离现用手将另两细绳套成一定角度往下拉适当的距离，记录结点记录结
34、点O的的 位置和测量三段橡皮筋的长度位置和测量三段橡皮筋的长度l1、l2、l3，如图所示如图所示。 (1)有关上述操作说法正确的有有关上述操作说法正确的有_。 A步骤步骤1的目的是判断橡皮筋是否符合胡克定律的目的是判断橡皮筋是否符合胡克定律 B步骤步骤2的目的是判断三段橡皮筋劲度系数是否相同的目的是判断三段橡皮筋劲度系数是否相同 C步骤步骤3还需要记录橡皮筋还需要记录橡皮筋2、3的方向的方向 D步骤步骤3还需要用弹簧测力计测量三段橡皮筋的拉力大小还需要用弹簧测力计测量三段橡皮筋的拉力大小 ABC 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 (2)该小组的三名同学分别做此实验该小组的三名同
35、学分别做此实验，则他们在改变细绳的夹角再做则他们在改变细绳的夹角再做 实验时实验时_ (填填“需要需要”或或“不需要不需要”)保证结点保证结点O位置不变位置不变。现测现测 得得l10.0 cm，则甲则甲、乙乙、丙记录的数据明显存在错误的是丙记录的数据明显存在错误的是_(填填 “甲甲”或或“乙乙”或或“丙丙”)。 甲：甲：l1l2l315.0 cm； 乙：乙：l115.0 cm，l2120.0 cm，l312.0 cm； 丙：丙：l116.0 cm，l213.0 cm，l314.0 cm。 不需要不需要 乙乙 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 解析解析 本题考查利用三根橡皮筋验证
36、平行四边形定则本题考查利用三根橡皮筋验证平行四边形定则。 (1)步骤步骤1判断橡皮筋的伸长量与所挂钩码是否成正比判断橡皮筋的伸长量与所挂钩码是否成正比，目的是判断目的是判断 橡皮筋是否符合胡克定律橡皮筋是否符合胡克定律，A正确；步骤正确；步骤2将橡皮筋剪成长度相等的三将橡皮筋剪成长度相等的三 段段，目的是判断三段橡皮筋的劲度系数是否相同目的是判断三段橡皮筋的劲度系数是否相同，B正确；实验需要记正确；实验需要记 录力的大小与方向录力的大小与方向，故步骤故步骤3还需要记录橡皮筋还需要记录橡皮筋2、3的方向的方向，C正确；三正确；三 条橡皮筋的劲度系数和原长均相同条橡皮筋的劲度系数和原长均相同，故只
37、需测出三条橡皮筋的长度即故只需测出三条橡皮筋的长度即 可可，不需要测出三段橡皮筋的拉力大小不需要测出三段橡皮筋的拉力大小，D错误错误。 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 (2)本实验是通过平衡条件来验证力的平行四边形定则本实验是通过平衡条件来验证力的平行四边形定则，故不需要保故不需要保 证结点证结点O的位置不变；由平行四边形定则知的位置不变；由平行四边形定则知，合力与分力一定构成三角合力与分力一定构成三角 形形，由三角形知识知由三角形知识知，任意两边之和大于第三边任意两边之和大于第三边，故乙同学数据存在明故乙同学数据存在明 显错误显错误。 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用
38、 返回导航 3(2020 江苏扬州中学月考江苏扬州中学月考)小明通过小明通过 实验验证力的平行四边形定则实验验证力的平行四边形定则。 (1)实验记录纸如图甲所示实验记录纸如图甲所示，O点为橡皮点为橡皮 筋被拉伸后伸长到的位置筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共两弹簧测力计共 同作用时同作用时，拉力拉力F1和和F2的方向分别过的方向分别过P1和和P2 点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力拉力F3的的 方向过方向过P3点点。三个力的大小分别为：三个力的大小分别为：F1 3.30 N、F23.85 N和和F34.25 N。请根据图请根据图 中给出的标度作图求出中给出的标度
39、作图求出F1和和F2的合力的合力。 甲甲 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 答案答案 _ 4.7 N(4.64.9 N) 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 (2)仔细分析实验仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生 了变化了变化，影响实验结果影响实验结果。他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同 长度长度，发现读数不相同发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影 响响。 实验装置如图乙所示实验装置如图乙所示，将一
40、张白纸固定将一张白纸固定在在 竖直竖直放置的木板上放置的木板上，橡皮筋的上端固定于橡皮筋的上端固定于O点点， 下端下端N挂一重物挂一重物。用与白纸平行的水平力用与白纸平行的水平力缓慢缓慢 地地移动移动N，在白纸上记录下在白纸上记录下N的轨迹的轨迹。重复重复上上 述述过程过程，再次记录下再次记录下N的轨迹的轨迹。 乙乙 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 两次实验记录的轨迹如图丙所示两次实验记录的轨迹如图丙所示，过过O点作一条直线与轨迹交于点作一条直线与轨迹交于a、 b两点两点，则实验中橡皮筋分别被拉伸到则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和和b时所受拉力时所受拉力Fa、Fb的大小关的大小
41、关 系为系为_。 FaFb 丙丙 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 (3)根据根据(2)中的实验中的实验，可以得出的实验结果有哪些可以得出的实验结果有哪些？_(填写选项填写选项 前的字母前的字母) A橡皮筋的长度与受到的拉力成正比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两次受到的拉力相同时，橡皮筋第橡皮筋第2次的长度较长次的长度较长 C两次被拉伸到相同长度时两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第橡皮筋第2次受到的拉力较大次受到的拉力较大 D两次受到的拉力相同时两次受到的拉力相同时，拉力越大拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越橡皮筋两次的长度之差越 大大 (4)根据小明的上述
42、实验探究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请对验证力的平行四边形定则实验提 出两点注意事项出两点注意事项_。 BD 选用新橡皮筋；橡皮筋拉伸不宜过长选用新橡皮筋；橡皮筋拉伸不宜过长 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 解析解析 (1)如图所示如图所示，作出力作出力F1和和F2的图的图 示示，并根据力的平行四边形定则作出两者的合并根据力的平行四边形定则作出两者的合 力力，用刻度尺量得其长度为选定标度的用刻度尺量得其长度为选定标度的4.7倍倍， 即合力大小为即合力大小为4.7 N(4.64.9 N)。 (2)设设Oab与竖直方向的夹角为与竖直方向的夹角为，根据共
43、根据共 点力平衡条件解点力平衡条件解得得Fmgtan ，因此有因此有Fa Fb。 高考一轮总复习 物理 第二章 相互作用 返回导航 (3)由由(2)中分析可知，橡皮筋上的拉力大小为中分析可知，橡皮筋上的拉力大小为 T mg cos ，因此有 ，因此有 Ta Tb，且，且 ObOa，A 错误，错误，B 正确；橡皮筋因老化，每次被拉后，形变正确；橡皮筋因老化，每次被拉后，形变 已经不能完全恢复，因此两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两已经不能完全恢复，因此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，次的长度之差越大，D 正确；橡皮筋两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋正确；橡皮筋两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋 第第 2 次受到的拉力较小，次受到的拉力较小，C 错误。错误。 (4)根据上述分析可知，要确保橡皮筋发生弹性形变，因此应注意选根据上述分析可知，要确保橡皮筋发生弹性形变，因此应注意选 用新的、弹性较好的橡皮筋；每次橡皮筋的形变量要在弹性限度内，即用新的、弹性较好的橡皮筋；每次橡皮筋的形变量要在弹性限度内，即 拉伸不宜过长。拉伸不宜过长。 谢谢观看
