验证力的平行四边形定则基础训练
非选择题
1.甲、乙和丙三位同学做“互成角度的两个力的合成”的实验,所用弹簧测力
计的量程为 0~5 N,他们都把橡皮条的一端固定在木板上的 A 点,橡皮条的另
一端通过细绳连接弹簧测力计,用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确
定的 O 点,如图所示,此时细绳都与平板平行,用 F1 和 F2 表示拉力的方向和大
小.
甲同学 F1 和 F2 的方向互相垂直,F1=3.0 N、F2=3.8 N;乙同学 F1 和 F2 方向间的
夹角约为 30°,F1=F2=4.0 N;丙同学 F1 和 F2 方向间的夹角约为 120°,F1=F2
=4.0 N.这三位同学中操作不合适的是哪一位________?并说明原因.
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2.(2020·安阳二模)如图所示,在做“互成角度的两个力的合成”实验中,只
有一个弹簧测力计,但是某同学仍完成实验,实验操作后得到的数据如图所示.
(1)假如你是该同学,请完成下列实验中的操作步骤:
①在橡皮条的自由端拴一细绳和弹簧测力计,拉动橡皮条的结点到 O,记录 O 点
的位置,记下弹簧测力计的读数 F1 和方向,并记录细绳的方向;
②改变弹簧测力计和细绳的方向,拉细橡皮条的节点到位置 O,使细绳在原来
________的方向上,弹簧测力计在原来________的方向上,并记录弹簧测力计读
数;
③单独用弹簧测力计拉细橡皮条的结点到位置 O,并记录________________
______.
(2)请在方框中作图完成该同学未完成的实验数据处理.
3.某实验小组设计了一个“验证力的平行四边形定则”的实验装置如图甲所示,
在竖直放置的薄木板上用图钉固定一张白纸,在白纸上部水平固定一根小木条,
小木条的两端钉上钉子,将一根细线穿过一个轻质小滑轮后与弹簧测力计下端相
连,另一端跨过钉子可以变换长度从而寻找两段细线合适的夹角,小滑轮的下方
悬挂钩码.
(1)关于这个实验,下列说法正确的是________.
A.本实验不需要调节木板使其位于竖直平面内
B.每次实验都必须保证小滑轮底端达到同一个位置 O
C.保证细线与白纸平面平行且尽量靠近白纸
(2)实验时,先在小滑轮下端悬挂合适的钩码,然后调节细线右端的长度,使两
细线保持适当的夹角,记下小滑轮下端到达的位置 O 和___________________
_________.
(3)根据某次实验得到的数据,小组内的同学已经按照力的图示法画出了与重力
大小相等方向相反的“实际合力”F 的大小和方向,如图乙所示.若某次实验中
弹簧测力计示数 F1 及 F2 的方向在图中已画出,请你通过作图得到两个力的合力
F′.若 F 与 F′在误差允许的范围内大小相等,方向相同,则平行四边形定则得
到验证.
4.(2020·永安模拟)如图所示,某小组同学在探究求合力的方法的实验中用两
个相同的弹簧测力计拉弹簧.木板(图中未画出)竖直放置,且与铁架台和轻弹簧
所在平面平行:
(1)实验中将弹簧下端拉至 O 点后,应记下 O 点的位置和两弹簧测力计的
________;
(2)若 B 弹簧测力计的测量情况如图所示,则其示数为________ N;
(3)从图中可以看到,A 弹簧测力计方向水平,B 弹簧测力计方向向右下方.若保
持弹簧下端 O 点不动,同时保持 B 弹簧测力计方向不变,将 A 弹簧测力计缓慢逆
时针旋转到竖直方向,则 A 弹簧测力计示数将________(填“一直变大”“一直变
小”“先减小后增大”或“先增大后减小”).
答案 (1)读数大小和方向 (2)6.40 (3)先减小后增大
5.某同学尝试用橡皮筋等器材验证力的平行四边形定则,他找到两条相同的橡
皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、
钉子,设计了如下实验:将两条橡皮筋的一端与细绳连接,结点为 O,细绳下挂
一重物,两橡皮筋的另一端也都连有细绳.实验时,先将一条橡皮筋的另一端的
细绳固定在墙上的钉子 A 上,另一条橡皮筋任其下垂,如图甲所示;再将另一条
橡皮筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子 B 上,如图乙所示.
(1)为完成实验,下述操作中必需的是________.
A.两橡皮筋的另一端连接的细绳 a、b 长度要相同
B.要测量橡皮筋的原长
C.要测量图甲和图乙中橡皮筋的长度
D.要记录图甲中结点 O 的位置及过结点 O 的竖直方向
E.要记录图乙中结点 O′的位置及过结点 O′的竖直方向
(2)对该实验“两条相同的橡皮筋”的要求的理解正确的是________.
A.橡皮筋的材料和原长相同即可
B.橡皮筋的材料和粗细相同即可
C.橡皮筋的材料、原长和粗细均要相同
6.用如下的器材和方法可以验证“力的平行四边形定则”.在圆形桌子的透明
桌面上平铺一张白纸,在桌子边缘安装三个光滑的滑轮,其中,滑轮 P1 固定在
桌子边,滑轮 P2、P3 可沿桌边移动.第一次实验中,步骤如下:
A.在三根轻绳下挂上一定数量的钩码,并使结点 O 静止;
B.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,作出三拉力的
图示;
C.以绕过 P2、P3 绳的两个力为邻边作平行四边形,作出 O 点为起点的平行四边
形的对角线,量出对角线的长度;
D.检验对角线的长度和绕过 P1 绳拉力的图示的长度是否一样,方向是否在一条
直线上.
(1)这次实验中,若一根绳挂的钩码质量为 m,另一根绳挂的钩码质量为 2m,则
第三根绳挂的钩码质量一定大于________且小于________.
(2)第二次实验时,改变滑轮 P2、P3 的位置和相应绳上钩码的数量,使结点平衡,
绳的结点________(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________(填“会”或“不会”)影响实验的结论.
7.(2020·福建模拟)某实验小组同学利用如图所示装置研究力的合成,在半圆
形框架轨道内分别安装一个固定轻质滑轮 A 和一个可沿轨道任意滑动的轻质滑
轮 B,用细绳穿过两个滑轮分别与两个小桶 P、Q 连接,滑轮 A、B 中间绳上有连
接结点 O 再与重物连接,然后按如下步骤操作:
①调整绳 OA 水平,记下 O 点位置;
②用天平测出重物的质量 m0;
③向桶 P、Q 内加入适量的砂子,直到绳子的结点回到位置 O;
④用天平称出加入砂子后桶 P、Q 的质量分别为 mP、mQ 并记录;
⑤改变滑轮 B 的位置,重复步骤③、④.
实验中 OB 绳的拉力方向________(填“需要”或“不需要”)记录,O 点位置
________(填“必须”或“不必”)在轨道圆心,满足________ 说明力的合成符
合平行四边形定则.
答案
1.乙同学 合力超出弹簧测力计量程
2. (1)②弹簧测力计 细绳 ③弹簧测力计的读数及方向
(2)如图所示
3. (1)C
(2)弹簧测力计的读数与细线的方向
(3)
4. (1)读数大小和方向
(2)6.40
(3)先减小后增大
5. (1)BCE
(2)C
6. (1)m 3m
(2)不必 不会
7.不需要 不必 mQ
2=m0
2+mP
2