2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第2章 相互作用 實(shí)驗(yàn)專題（三）第10講 驗(yàn)證力的平行四邊形定則學(xué)案（含解析）.doc

第10講驗(yàn)證力的平行四邊形定則一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力合成時(shí)的平行四邊形定則。2學(xué)會(huì)用作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。二、實(shí)驗(yàn)器材方木板、白紙、彈簧測(cè)力計(jì)(兩個(gè))、橡皮條、細(xì)繩套(兩個(gè))、短細(xì)繩、三角板、刻度尺、圖釘(幾個(gè))、鉛筆?？键c(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與操作1實(shí)驗(yàn)原理一個(gè)力F的作用效果和兩個(gè)力F1、F2的作用效果都是讓同一條一端固定的橡皮條伸長到同一位置，所以力F就是這兩個(gè)力F1和F2的合力。作出力F的圖示，再根據(jù)平行四邊形定則作出力F1和F2的合力F的圖示，比較F和F的大小和方向是否相同，若相同，則說明互成角度的兩個(gè)力合成時(shí)遵循平行四邊形定則。2實(shí)驗(yàn)步驟(1)用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上，并用圖釘把橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，橡皮條的另一端拴一短細(xì)繩，短細(xì)繩的另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套。(2)用兩只彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長到某一位置O，如圖所示，記錄兩只彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1、F2，用鉛筆描下O點(diǎn)的位置及此時(shí)兩個(gè)細(xì)繩套的方向。(3)只用一只彈簧測(cè)力計(jì)通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置O，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F和細(xì)繩套的方向。(4)用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)O沿兩條細(xì)繩套方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊用刻度尺作平行四邊形，過O點(diǎn)畫平行四邊形的對(duì)角線，此對(duì)角線即為合力F的圖示。(5)用刻度尺從O點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出只用一只彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)的拉力F的圖示。(6)比較一下力F與用平行四邊形定則求出的合力F的大小和方向是否相同。(2015安徽高考)在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上，將橡皮條的一端固定在板上一點(diǎn)，兩個(gè)細(xì)繩套系在橡皮條的另一端。用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別拉住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度地施加拉力，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)紙面上某一位置，如圖所示。請(qǐng)將以下的實(shí)驗(yàn)操作和處理補(bǔ)充完整：(1)用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)位置，記為O；(2)記錄兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1和F2，沿每條細(xì)繩(套)的方向用鉛筆分別描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把相應(yīng)的點(diǎn)連成線；(3)只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)仍拉到位置O，記錄測(cè)力計(jì)的示數(shù)F3，_；(4)按照力的圖示要求，作出拉力F1、F2、F3；(5)根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F；(6)比較_的一致程度，若有較大差異，對(duì)其原因進(jìn)行分析，并作出相應(yīng)的改進(jìn)后再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。解析使一個(gè)力F3的作用效果和兩個(gè)力F1、F2的共同作用效果相同，都是讓同一條一端固定的橡皮條伸長到同一點(diǎn)，則力F3就是這兩個(gè)力F1、F2的合力。作出F3的圖示，再根據(jù)力的平行四邊形定則作出力F1、F2的合力F的圖示，比較F和F3的大小和方向是否相同，從而驗(yàn)證力的平行四邊形定則。因?yàn)榱κ鞘噶?，所以本?shí)驗(yàn)中必須記錄結(jié)點(diǎn)O的位置以及彈簧彈力的大小和方向。答案(3)沿此細(xì)繩(套)的方向用鉛筆描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把這些點(diǎn)連成直線(6)F和F3特別提醒(1)不要直接以橡皮條的端點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)，可拴一短細(xì)繩連接兩個(gè)細(xì)繩套，以三繩交點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)，且應(yīng)使結(jié)點(diǎn)小些，以便準(zhǔn)確地記錄結(jié)點(diǎn)的位置O。(2)使用彈簧測(cè)力計(jì)前，應(yīng)先調(diào)節(jié)零刻度，使用時(shí)不能超過量程。拉彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)，應(yīng)使彈簧測(cè)力計(jì)與木板平行。被測(cè)力的方向應(yīng)與彈簧測(cè)力計(jì)軸線方向一致，拉動(dòng)彈簧時(shí)不可與外殼相碰或摩擦。(3)在同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮條伸長時(shí)的結(jié)點(diǎn)位置要相同。(4)兩個(gè)拉力F1和F2的夾角不宜過小或過大，作力的圖示時(shí)，標(biāo)度要一致。(5)讀數(shù)時(shí)應(yīng)正對(duì)、平視刻度。某同學(xué)做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)所在位置，OB與OC為細(xì)繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖。(1)如果沒有操作失誤，圖乙中的F與F兩力中，方向一定沿AO方向的是_。(2)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是_。A理想實(shí)驗(yàn)法 B等效替代法C控制變量法 D建立物理模型法(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，主要的步驟是：A在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上；B用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn)，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套；C用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O。記錄下O點(diǎn)的位置，讀出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1和F2；D按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F；E只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過細(xì)繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出F的圖示；F比較F和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論。上述步驟中：有重要遺漏的步驟的序號(hào)是_和_；遺漏的內(nèi)容分別是_和_。答案(1)F(2)B(3)CEC中應(yīng)加上“記下兩條細(xì)繩的方向”E中應(yīng)說明“把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O”解析(1)由一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條至O點(diǎn)的拉力一定沿AO方向；而根據(jù)平行四邊形定則作出的合力，由于誤差的存在，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是F。(2)一個(gè)力的作用效果與兩個(gè)力的作用效果相同，它們的作用效果可以等效替代，B正確。(3)根據(jù)“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)的操作步驟可知，有重要遺漏的步驟的序號(hào)是C、E。在C中未記下兩條細(xì)繩的方向，E中未說明是否把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O?？键c(diǎn)二數(shù)據(jù)處理與誤差分析1數(shù)據(jù)處理作圖法在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，由作圖法得到的合力F與實(shí)際測(cè)量得到的合力F不可能完全重合，只要在誤差允許的范圍內(nèi)可以認(rèn)為F與F重合，即可驗(yàn)證力的平行四邊形定則，如圖所示。2誤差分析(1)用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)，橡皮條、細(xì)繩和彈簧測(cè)力計(jì)不在同一個(gè)平面內(nèi)時(shí)，這樣得到的兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的水平分力的實(shí)際合力會(huì)比由作圖法得到的合力小。(2)結(jié)點(diǎn)的位置O和兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的方向畫得不準(zhǔn)會(huì)造成作圖誤差。(3)作圖比例不恰當(dāng)會(huì)造成作圖誤差。將橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，另一端拴上兩根細(xì)繩，每根細(xì)繩分別連著一個(gè)量程為5 N、最小刻度為0.1 N的彈簧測(cè)力計(jì)，沿著兩個(gè)不同的方向拉彈簧測(cè)力計(jì)，當(dāng)橡皮條的活動(dòng)端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩根細(xì)繩相互垂直，如圖甲所示。這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)可從圖中讀出。(1)由圖甲可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力的大小分別為_ N和_ N。(2)在如圖乙所示的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個(gè)力及它們的合力。(3)圖丙中a、b兩圖是兩位同學(xué)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其中哪一個(gè)圖符合實(shí)際？若合力測(cè)量值F是準(zhǔn)確的，則F與F有誤差的原因可能是哪些？解析(3)合力的測(cè)量值F一定指向AO方向，故b圖符合實(shí)際。F與F有誤差的原因：彈簧測(cè)力計(jì)本身有誤差；讀數(shù)誤差；作圖誤差。答案(1)2.504.00(或4.002.50)(2)如圖所示(3)b圖見解析特別提醒(1)作圖時(shí)要選好標(biāo)度，合力F合的大小要根據(jù)所選標(biāo)度和對(duì)角線長度計(jì)算得出。(2)實(shí)驗(yàn)理論值不一定沿橡皮條方向，但單個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F一定沿橡皮條方向，讀數(shù)不準(zhǔn)和作圖不準(zhǔn)都可能使F與F不完全重合。在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮條、細(xì)繩套和一只彈簧測(cè)力計(jì)。(1)為完成實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)另找來一根彈簧，先測(cè)量其勁度系數(shù)，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：請(qǐng)?jiān)趫D1中畫出圖象，并求得該彈簧的勁度系數(shù)k_ N/m。(2)某次實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)的指針位置如圖2所示，其讀數(shù)為_ N；同時(shí)利用(1)中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為2.50 N，請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出這兩個(gè)共點(diǎn)力的合力F合的圖示。 (3)由畫出的圖示得到F合_ N。 (4)某次實(shí)驗(yàn)中甲、乙兩位同學(xué)得到的結(jié)果如圖3所示，其中_同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)(力F是用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)拉力的圖示)。(5)在以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的一位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中，造成誤差的主要原因是：_。(至少寫出兩種情況)答案(1)如圖a所示55(2內(nèi)均可)(2)2.10(0.02內(nèi)均可)如圖b所示(3)3.4(0.2內(nèi)均可)(4)甲(5)FC讀數(shù)比真實(shí)值偏??；確定力的方向不準(zhǔn)確、作圖不精確解析(1)根據(jù)描點(diǎn)法作出圖象。根據(jù)圖象得k55 N/m。(2)彈簧測(cè)力計(jì)的分度為0.1 N，要估讀一位，故讀數(shù)為2.10 N。作力的圖示時(shí)要注意標(biāo)注標(biāo)度。(4)作圖法得到的F必為平行四邊形的對(duì)角線，單個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F一定與橡皮條共線，故甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)。(5)分析(4)中甲同學(xué)的作圖，可知誤差的原因可能是：FC讀數(shù)偏小，或FB讀數(shù)偏大；FB或FC方向確定得不準(zhǔn)確；作圖不準(zhǔn)等。考點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新的兩種方法1對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法的遷移2實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)(1)橡皮筋彈簧測(cè)力計(jì)。(2)鉤碼彈簧測(cè)力計(jì)。某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)，裝置如圖甲所示，在豎直放置的木板上部附近兩側(cè)，固定兩個(gè)力傳感器，同一高度放置兩個(gè)可以移動(dòng)的定滑輪，兩根細(xì)繩跨過定滑輪分別與兩力傳感器連接，在兩細(xì)繩連接的結(jié)點(diǎn)O下方懸掛鉤碼，力傳感器1、2的示數(shù)分別為F1、F2，調(diào)節(jié)兩個(gè)定滑輪的位置可以改變兩細(xì)繩間的夾角。實(shí)驗(yàn)中使用若干相同的鉤碼，每個(gè)鉤碼質(zhì)量均為100克，取g9.8 m/s2。(1)關(guān)于實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()A實(shí)驗(yàn)開始前，需要調(diào)節(jié)木板使其位于豎直平面內(nèi)B每次實(shí)驗(yàn)都必須保證結(jié)點(diǎn)位于O點(diǎn)C實(shí)驗(yàn)時(shí)需要記錄鉤碼數(shù)量、兩力傳感器的示數(shù)和三細(xì)繩的方向D實(shí)驗(yàn)時(shí)還需要用一個(gè)力傳感器單獨(dú)測(cè)量懸掛于O點(diǎn)鉤碼的總重力(2)根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，該同學(xué)已經(jīng)按照力的圖示的要求畫出了F1、F2，請(qǐng)你作圖得到F1、F2的合力F(只作圖，不求大小)，并寫出該合力不完全豎直的一種可能原因。_。解析(1)實(shí)驗(yàn)開始前，需要調(diào)節(jié)木板使其位于豎直平面內(nèi)，以保證鉤碼重力等于細(xì)線中的拉力，A正確；該裝置每次實(shí)驗(yàn)不需要保證結(jié)點(diǎn)位于O點(diǎn)，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)需要記錄鉤碼數(shù)量、兩力傳感器的示數(shù)和三細(xì)繩的方向，C正確；懸掛于O點(diǎn)鉤碼的總重力可以根據(jù)鉤碼的質(zhì)量得出，不需要力傳感器測(cè)量，D錯(cuò)誤。(2)利用平行四邊形定則作出F1和F2的合力F。該合力方向不完全在豎直方向的可能原因是定滑輪有摩擦、木板未豎直放置等。答案(1)AC(2)圖如解析所示定滑輪有摩擦、木板未豎直放置等(回答出一項(xiàng)合理答案即可)方法感悟(1)用鉤碼替換彈簧測(cè)力計(jì)，由記錄鉤碼個(gè)數(shù)取代彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)，減小讀數(shù)誤差。(2)用力傳感器代替彈簧測(cè)力計(jì)，減小讀數(shù)誤差。某實(shí)驗(yàn)小組用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)和一個(gè)量角器等器材驗(yàn)證力的平行四邊形定則，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，固定在豎直木板上的量角器的直邊水平，橡皮筋的一端固定于量角器的圓心O的正上方A處，另一端系繩套1和繩套2，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)彈簧測(cè)力計(jì)掛在繩套1上豎直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的結(jié)點(diǎn)到達(dá)O點(diǎn)處，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F；(2)彈簧測(cè)力計(jì)掛在繩套1上，手拉著繩套2，緩慢拉橡皮筋，使橡皮筋的結(jié)點(diǎn)到達(dá)O處，此時(shí)繩套1沿0方向，繩套2沿120方向，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F；(3)根據(jù)力的平行四邊形定則計(jì)算繩套1的拉力為_；(4)比較_即可初步驗(yàn)證；(5)只改變繩套2的方向，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟；(6)將繩套1由0方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)到60方向，同時(shí)繩套2由120方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)到180方向，此過程中保持橡皮筋的結(jié)點(diǎn)在O處不動(dòng)，保持繩套1和繩套2的夾角120不變，關(guān)于繩套1的拉力大小的變化，下列結(jié)論正確的是_。(填選項(xiàng)前的序號(hào))A逐漸增大 B先增大后減小C逐漸減小 D先減小后增大答案(3)F(4)F和F(6)A解析在用兩個(gè)力拉繩套時(shí)，由于夾角為120，根據(jù)平行四邊形定則，由幾何知識(shí)可得繩套1的拉力為F，只需驗(yàn)證F和F是否相等即可。兩個(gè)繩套在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，夾角不變，且合力保持不變，作出力的矢量三角形如圖所示。由正弦定理知，當(dāng)繩套1從0轉(zhuǎn)到60方向時(shí)，從30增大到90，所以繩套1的拉力大小F1逐漸增大。課后作業(yè)1有同學(xué)利用如圖所示的裝置來驗(yàn)證力的平行四邊形定則：在豎直木板上鋪有白紙，固定兩個(gè)光滑的滑輪A和B，將繩子打一個(gè)結(jié)點(diǎn)O，每個(gè)鉤碼的重量相等，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)，根據(jù)鉤碼個(gè)數(shù)讀出三段繩子的拉力F1、F2和F3，回答下列問題：(1)改變鉤碼個(gè)數(shù)，實(shí)驗(yàn)?zāi)芡瓿傻氖?)A鉤碼的個(gè)數(shù)N1N22，N34B鉤碼的個(gè)數(shù)N1N33，N24C鉤碼的個(gè)數(shù)N1N2N34D鉤碼的個(gè)數(shù)N13，N24，N35(2)在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個(gè)步驟是()A標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O的位置，并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向B量出OA、OB、OC三段繩子的長度C用量角器量出三段繩子之間的夾角D用天平測(cè)出鉤碼的質(zhì)量(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理及操作，在作圖時(shí)，你認(rèn)為圖中_是正確的。(填“甲”或“乙”)答案(1)BCD(2)A(3)甲解析(1)實(shí)驗(yàn)中的分力與合力的關(guān)系必須滿足：|F1F2|<F3<F1F2，即分力與合力能構(gòu)成三角形，因此B、C、D是可以的。(2)結(jié)點(diǎn)O體現(xiàn)力的作用效果，必須做好標(biāo)記，OA、OB、OC三段繩子的方向代表力的方向，同時(shí)也確定了力的夾角，力的大小由鉤碼個(gè)數(shù)確定，故選A。(3)實(shí)驗(yàn)中F3應(yīng)該是豎直向下的，所以圖甲正確。2(2018天津高考)某研究小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)，所用器材有：方木板一塊，白紙，量程為5 N的彈簧測(cè)力計(jì)兩個(gè)，橡皮條(帶兩個(gè)較長的細(xì)繩套)，刻度尺，圖釘(若干個(gè))。(1)具體操作前，同學(xué)們提出了如下關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作的建議，其中正確的是_。A橡皮條應(yīng)和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上B重復(fù)實(shí)驗(yàn)再次進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，結(jié)點(diǎn)O的位置可以與前一次不同C使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)，施力方向應(yīng)沿彈簧測(cè)力計(jì)軸線；讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)正對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)刻度D用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度拉橡皮條時(shí)的拉力必須都小于只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)的拉力(2)該小組的同學(xué)用同一套器材做了四次實(shí)驗(yàn)，白紙上留下的標(biāo)注信息有結(jié)點(diǎn)位置O、力的標(biāo)度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點(diǎn)，如下圖所示。其中對(duì)于提高實(shí)驗(yàn)精度最有利的是_。答案(1)BC(2)B解析(1)為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具有普遍性，在實(shí)驗(yàn)過程中不應(yīng)讓橡皮條的拉力方向具有特殊的角度或位置，A錯(cuò)誤；只要每一組實(shí)驗(yàn)時(shí)用一個(gè)力和用兩個(gè)力拉的效果相同，即結(jié)點(diǎn)O的位置相同即可，不需要每次實(shí)驗(yàn)時(shí)結(jié)點(diǎn)O的位置都相同，B正確；使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)，施力方向應(yīng)沿彈簧測(cè)力計(jì)軸線，讀數(shù)時(shí)，視線應(yīng)正對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的刻度，C正確；合力可以大于任一分力，也可以等于分力，還可以小于任一分力，D錯(cuò)誤。(2)A、D圖中選取的力的標(biāo)度過大，導(dǎo)致畫力時(shí)，表示力的大小的線段太短，且A圖各點(diǎn)太近，確定力的方向時(shí)誤差較大，不利于提高實(shí)驗(yàn)精確度；B圖和C圖選用的標(biāo)度相同，但C中力較小，故B符合題意。3(2017全國卷)某探究小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)，將畫有坐標(biāo)軸(橫軸為x軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1 mm)的紙貼在桌面上，如圖a所示。將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(diǎn)(位于圖示部分之外)，另一端P位于y軸上的A點(diǎn)時(shí)，橡皮筋處于原長。(1)用一只測(cè)力計(jì)將橡皮筋的P端沿y軸從A點(diǎn)拉至坐標(biāo)原點(diǎn)O。此時(shí)拉力F的大小可由測(cè)力計(jì)讀出。測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖b所示，F(xiàn)的大小為_ N。(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A點(diǎn)，現(xiàn)使用兩個(gè)測(cè)力計(jì)同時(shí)拉橡皮筋，再次將P端拉至O點(diǎn)。此時(shí)觀察到兩個(gè)拉力分別沿圖a中兩條虛線所示的方向，由測(cè)力計(jì)的示數(shù)讀出兩個(gè)拉力的大小分別為F14.2 N和F25.6 N。用5 mm長度的線段表示1 N的力，以O(shè)點(diǎn)為作用點(diǎn)，在圖a中畫出力F1、F2的圖示，然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合；F合的大小為_ N，F(xiàn)合與拉力F的夾角的正切值為_。若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實(shí)驗(yàn)所允許的誤差范圍之內(nèi)，則該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。答案(1)4.0(2)圖見解析4.00.05解析(1)由題給測(cè)力計(jì)示數(shù)可知，讀數(shù)為4.0 N。(2)作圖，F(xiàn)2長度為28 mm，F(xiàn)1長度為21 mm，平行四邊形如圖，量出合力長度約為20 mm，大小代表4.0 N，量出合力箭頭處到y(tǒng)軸距離和所作合力在y軸上投影長度，其比值就是F合與拉力F的夾角的正切值。4(2015山東高考)某同學(xué)通過下述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則。實(shí)驗(yàn)步驟：將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上，使其軸線沿豎直方向。如圖甲所示，將環(huán)形橡皮筋一端掛在彈簧秤的秤鉤上，另一端用圓珠筆尖豎直向下拉，直到彈簧秤示數(shù)為某一設(shè)定值時(shí)，將橡皮筋兩端的位置標(biāo)記為O1、O2，記錄彈簧秤的示數(shù)F，測(cè)量并記錄O1、O2間的距離(即橡皮筋的長度l)。每次將彈簧秤示數(shù)改變0.50 N，測(cè)出所對(duì)應(yīng)的l，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示：F/N00.501.001.502.002.50l/cml010.9712.0213.0013.9815.05找出中F2.50 N時(shí)橡皮筋兩端的位置，重新標(biāo)記為O、O，橡皮筋的拉力記為FOO。在秤鉤上涂抹少許潤滑油，將橡皮筋搭在秤鉤上，如圖乙所示。用兩圓珠筆尖成適當(dāng)角度同時(shí)拉橡皮筋的兩端，使秤鉤的下端達(dá)到O點(diǎn)，將兩筆尖的位置標(biāo)記為A、B，橡皮筋OA段的拉力記為FOA，OB段的拉力記為FOB。完成下列作圖和填空：(1)利用表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上畫出Fl圖線，根據(jù)圖線求得l0_ cm。(2)測(cè)得OA6.00 cm，OB7.60 cm，則FOA的大小為_ N。(3)根據(jù)給出的標(biāo)度，在下圖中作出FOA和FOB的合力F的圖示。(4)通過比較F與_的大小和方向，即可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。答案(1)見解析圖a 10.0(9.8、9.9、10.1均正確) (2)1.80(1.701.90均正確)(3)見解析圖b(4)FOO解析(1)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，用平滑的曲線(直線)將各點(diǎn)連接起來，不在線上的點(diǎn)均勻分布在線的兩側(cè)。如圖a所示，由圖線可知與橫軸的交點(diǎn)l010.0 cm。(2)橡皮筋的長度lOAOB13.60 cm，由圖a可得F1.80 N，所以FOAFOBF1.80 N。(3)利用給出的標(biāo)度作出FOA和FOB的圖示，然后以FOA和FOB為鄰邊作平行四邊形，對(duì)角線即為合力F，如圖b。(4)FOO的作用效果和FOA、FOB兩個(gè)力的作用效果相同，F(xiàn)是FOA、FOB兩個(gè)力的合力，所以只要比較F和FOO的大小和方向，即可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。5(2018廣州模擬)一同學(xué)用電子秤、水壺、細(xì)線、墻釘和貼在墻上的白紙等物品，在家中驗(yàn)證力的平行四邊形定則。(1)如圖甲，在電子秤的下端懸掛一裝滿水的水壺，記下水壺_時(shí)電子秤的示數(shù)F。(2)如圖乙，將三細(xì)線L1、L2、L3的一端打結(jié)，另一端分別拴在電子秤的掛鉤、墻釘A和水壺杯帶上。水平拉開細(xì)線L1，在白紙上記下結(jié)點(diǎn)O的位置、_和電子秤的示數(shù)F1。(3)如圖丙，將另一顆墻釘B釘在與O同一水平位置上，并將L1拴在其上。手握電子秤沿著(2)中L2的方向拉開細(xì)線L2，使_和三根細(xì)線的方向與(2)中重合，記錄電子秤的示數(shù)F2。(4)在白紙上按一定標(biāo)度作出電子秤拉力F、F1、F2的圖示，根據(jù)平行四邊形定則作出F1、F2的合力F的圖示，若_，則平行四邊形定則得到驗(yàn)證。答案(1)靜止(2)三細(xì)線的方向(3)結(jié)點(diǎn)O的位置(4)F和F在誤差允許范圍內(nèi)重合解析(1)要測(cè)量裝滿水的水壺的重力，則記下水壺靜止時(shí)電子秤的示數(shù)F。(2)要畫出平行四邊形，則需要記錄分力的大小和方向，所以在白紙上記下結(jié)點(diǎn)O的位置的同時(shí)也要記錄三細(xì)線的方向以及電子秤的示數(shù)F1。(3)已經(jīng)記錄了一個(gè)分力的大小，還要記錄另一個(gè)分力的大小，則結(jié)點(diǎn)O位置不能變化，力的方向也不能變化，所以應(yīng)使結(jié)點(diǎn)O的位置和三根細(xì)線的方向與(2)中重合，記錄電子秤的示數(shù)F2。(4)根據(jù)平行四邊形定則作出F1、F2的合力F的圖示，若F和F在誤差允許范圍內(nèi)重合，則平行四邊形定則得到驗(yàn)證。6(2018全國卷)某同學(xué)用圖a所示的裝置測(cè)量木塊與木板之間的摩擦因數(shù)?？邕^光滑定滑輪的細(xì)線兩端分別與木塊和彈簧秤相連，滑輪和木塊之間的細(xì)線保持水平，在木塊上放置砝碼。緩慢向左拉動(dòng)水平放置的木板，當(dāng)木塊和砝碼相對(duì)桌面靜止且木板仍在繼續(xù)滑動(dòng)時(shí)，彈簧秤的示數(shù)即為木塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大小。某次實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)在下表中給出，其中f4的值從圖b中彈簧秤的示數(shù)讀出。砝碼的質(zhì)量m/kg0.050.100.150.200.25滑動(dòng)摩擦力f/N2.152.362.55f42.93回答下列問題：(1)f4_ N。(2)在圖c的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊未畫出的數(shù)據(jù)點(diǎn)并繪出fm圖線。(3)f與m、木塊質(zhì)量M、木板和木塊之間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)及重力加速度大小g之間的關(guān)系式f_，fm圖線(直線)的斜率的表達(dá)式k_。(4)取g9.80 m/s2，由繪出的fm圖線求得_。(保留兩位有效數(shù)字)答案(1)2.75(2)圖見解析(3)(Mm)gg(4)0.41解析(1)指針在2.7與2.8之間，估讀為2.75 N。(2)描點(diǎn)畫線注意讓盡可能多的點(diǎn)分布在線上，不能分布在線上的點(diǎn)盡可能均勻地分布在線的兩側(cè)，作圖如圖所示。(3)木塊受到的是滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式知f(Mm)g?；喛傻茫篺(Mm)g(g)mMg，所以圖象的斜率kg。(4)取g9.80 m/s2，取圖象上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)求斜率，k4，則0.41。