（全国通用）2019版高考物理一轮复习 第二章 相互作用 微专题19

19 实验：验证力的平行四边形定则

[方法点拨] 验证力的平行四边形定则实验方法有多种，要理解合力和分力分别是哪些力，怎样确定合力、分力的大小和方向，怎样作力的平行四边形图形．

1．(2017·四川泸州一检)某同学进行“验证力的平行四边形定则”实验，试完成主要步骤： (1)如图1甲，用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，记下结点的位置O点、两弹簧测力计的读数F1、F2以及________．

(2)用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条与细绳套的结点拉到________，记下细绳套的方向(如图丙中的Oc)．如图乙所示，读得弹簧测力计的示数F＝________. (3)如图丙所示，按选定的标度作出了力的图示，请在图丙中： a．按同样的标度作出力F的图示

b．按力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F′

(4)关于该实验注意事项，下列说法中正确的是________________________________． A．实验中所用的两根细绳越短越好 B．弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行 C．每次实验中两个分力间的夹角必须大于90°

图1

2．一个同学做验证力的平行四边形定则的实验器材为：方木板、白纸、大头针一盒、橡皮筋一盒、刻度尺、铅笔．实验步骤如下： A．用几枚大头针将白纸固定在方木板上；

B．挑选三根相同的橡皮筋，将其中一端连接在一起，用刻度尺分别测量三根橡皮筋原长时的长度；

C．在白纸上适当距离固定三枚大头针A、B、C，将三根橡皮筋另一端分别套在A、B、C上，如图2所示，用刻度尺分别测量橡皮筋长度OA、OB、OC，计算并记录每根橡皮筋长度的变化量；

图2

D．去掉橡皮筋，选取适当标度，在白纸上根据OA、OB、OC的方向和____________作出三力的图示，然后以沿OB、OC方向的力为邻边作平行四边形，作出对角线，并用刻度尺测量对角线长度，比较对角线长度、方向与沿OA方向的橡皮筋的长度变化量、方向的关系． (1)D步骤中应填写_______________________________________________． (2)以上实验步骤中有一处存在疏漏，请指出来并改正：

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. (3)下列有关实验的说法正确的是________．

A．实验前应将任意两根橡皮筋一端套在一起对拉，选择伸长量相同的橡皮筋做实验 B．应调整大头针A、B、C位置多次实验，使三根橡皮筋的结点O位置保持不变 C．实验中用橡皮筋长度的变化量表示弹力大小 D．实验中应使橡皮筋与白纸平行

3.(2017·河南洛阳高三期末)某物理兴趣小组在“验证力的平行四边形定则”的实验中，找到两条劲度系数相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、白纸、钉子，设计了如图3所示实验，将两条橡皮筋的一端用细绳连接于结点O，两条橡皮筋的另一端分别挂在墙上的钉子A及重物C上，同时用一条细绳一端与结点O相连，另一端用钉子B固定在墙上．

图3

(1)为完成该实验，下述操作中不必要的是________． A．记录细绳OB的位置

C．记录悬挂重物后结点O的位置

B．测量每条橡皮筋的伸长量 D．测量细绳OB的长度

(2)为了减小实验误差，以下采取的措施必要的是______． A．两橡皮筋必须等长，粗细相同 B．每条橡皮筋的伸长量应尽可能大 C．细绳、橡皮筋都应与竖直墙面平行

D．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些

2

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答案精析

1．(1)两细绳套的方向 (2)同一位置O 4.00 N (3)见解析图 (4)B

解析 (1)如题图甲，用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，记下结点位置O和两测力计的示数F1、F2以及两细绳套的方向．

(2)用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到同一位置O，记下细绳套的方向，由题图乙可读得弹簧测力计的示数F＝4.00 N.

(3)a.按力的图示方法作出力F的图示如图所示；b.根据力的平行四边形定则，作出F1、F2的合力F′，如图所示．

(4)拉橡皮条的细绳要适当长一些，以方便画出力的方向，故A错误；测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验中因摩擦造成的误差，操作中要求弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确；在实验中两个分力的夹角大小适当，且二力的大小要适量大些，这样有利于减小实验中偶然误差的影响，不需要夹角必须大于90°，故C错误．

2．(1)橡皮筋长度的变化量大小 (2)除了记录每根橡皮筋的长度变化量外，还需用铅笔在白纸上标记橡皮筋结点O的位置 (3)ACD

解析 (1)三根橡皮筋劲度系数相同，弹力大小与长度变化量成正比． (2)橡皮筋结点位置O与三枚大头针的连线可确定橡皮筋拉力的方向．

(3)根据胡克定律，三根橡皮筋的劲度系数相同时，可以用橡皮筋长度变化量代替弹力大小，因此实验中三根橡皮筋的劲度系数应相同，A、C选项正确；每次调整大头针位置，只需记录结点位置，根据大头针和结点位置即可确定弹力方向，B选项错误；实验中橡皮筋与白纸平行，力沿纸面，D选项正确． 3．(1)D (2)CD

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