《高考物理一轮复习讲练测》第09讲 验证力的平行四边形定则（测）（原卷版）

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第 09 讲 验证力的平行四边形定则——测
【满分：110 分 时间：90 分钟】
实验题
1．（9分）某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，将橡皮筋改为劲度系数为 400 N/m 的轻质弹簧
AA'，将弹簧的一端 A'固定在竖直墙面上。不可伸长的细线 OA、OB、OC，分别固定在弹簧的 A端和弹簧秤
甲、乙的挂钩上，其中 O为OA、OB、OC 三段细线的结点，如图 1所示。在实验过程中，保持弹簧 AA'伸长
1.00 m 不变。
（1）若 OA、OC 间夹角为 90°，弹簧秤乙的读数是______N。（如图 2所示）
（2）在（1）问中若保持 OA 与OB 的夹角不变：逐渐增大 OA 与OC 的夹角，则弹簧秤甲的读数大小将__
___，弹簧秤乙的读数大小将_____。
2．（9分）某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”。弹簧测力计 A挂于固定点 P，下端
用细线挂一重物 M，弹簧测力计 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。
1
(1)为了完成实验，需要记录下来的是结点 O的位置以及弹簧测力计中力 的大小和方向，如果作图得到的合
力方向近似在_________方向上，且大小近似等于_____________，则平行四边形定则得以验证。
(2)下列不必要的实验要求是___________（请填写选项前对应的字母）
A．木板平面要保持竖直
B．两个弹簧测力计必须完全相同
C．拉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，该同学使弹簧测力计 B处于水平方向，发现弹簧测力计 A的指针稍稍超出量程，为了能够
完成实验，他应该___________。
A．换用质量更轻的重物
B．保持弹簧 测力计 B的拉力方向不变，减小其拉力
C．保持弹簧测力计 B的拉力不变，将其顺时针旋转一个小角度
D．保持弹簧测力计 B的拉力不变，将其逆时针旋转一个小角度
3．（9分）某小组利用橡皮筋（弹力满足胡克定律）验证力的平行四边形定则，如图甲所示，把贴有白纸
的木板放在水平桌面上，他们将完全相同的三根橡皮筋的一端都固定在结点 O处，另一端分别系上细线，
仍保证橡皮筋原长相同，测得原长 L0＝440cm。沿平行于纸面的方 向分别通过细线将三根橡皮筋拉至某一
长度（在弹性限度内），保持状态不变，如图乙所示，记录此时结点的位置和三个橡皮筋另一端的位置，
量出三个端点到结点Ｏ的距离分别为 L1＝940cm、L2＝840cm、L3＝740cm。若三根橡皮筋产生的弹力分别为
F1、F2、F3，图中已作出 F1的图示。
(1)请根据 F1的大小比例分别作出 F2和F3的图示，并根据平行四边形定则画出 F2和F3的合力 F合；
(2)请在图中画出与 F2和F3共同作用效果相同的力 F的图示_____________。
若F合 与F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。
4．（9分）某同学做“探究求合力的方法”的实验，用弹簧测力计拉细绳套时，测力计总与木板平行，实验
主要步骤如下：
A．在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；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在白纸（板）上的 A点，在橡皮条的另一端栓上两条细绳，细绳的另一端
系上绳套；
C．将两个弹簧测力计通过细绳互成角度地拉橡皮条，使细绳与橡皮条的结点达到某一位置 O，记下 O点
的位置和两细绳的方向，并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个弹簧测力计的拉力 F1和F2的图示，并用平行四边形定则作出
2
合力 F′；
E.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，按同一标度作出这个力 F
的图示；
F.比较F′与 F的大小和方向。
上述步骤中：
（1）有重要遗漏内容的步骤序号是_____；遗漏内容是_______________________________；
（2）若他将遗漏内容补上后，如图甲所示，是他利用坐标纸记下的橡皮条结点位置 O点及两弹簧测力计
拉力的大小，请根据平行四边形定则在图甲中作出 F1和F2的合力示意图，并用 F′表示此力________。
（3）图乙是甲和乙两位同学分别做以上实验时得到的结果，其中________（填“A”或“B”）比较符合实验
事实（力 F是只用一个弹簧测力计拉时的示意图）。
5．（9分）某小组为了验证力的平行四边形定则，设计了如图甲所示的实验：在一个半圆形刻度盘上安装
两个可以沿盘边缘 移动的拉力传感器 A、B，两传感器的挂钩分别系着轻绳，轻绳的另一端系在一起，形成
结点 O，并使结点 O位于半圆形刻度盘的圆心。在 O点挂上重 G＝2.00 N 的钩码，记录两传感器 A、B的示
数F1、F2及轻绳与竖直方向的夹角 θ1、θ2，用力的图示法即可验证力的平行四边形定则。
(1)当F1＝1.00 N、F2＝1.50 N，θ1＝45°、θ2＝30°时，请在图乙中用力的图示法作图________，画出两绳拉力
的合力 F，并求出合力 F＝________N。(结果保留三位有效数字)
(2)该组同学在实验中，将传感器 A固定在某位置后，再将传感器 B从竖直位置的 P点缓慢顺时针旋转，得
到了一系列 B传感器的示数 F2和对应的角度 θ2，作出了如图丙所示的 F2θ2图象，由图丙可知A传感器所
处位置的角度 θ1＝________。
3
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