试题与答案

(10分)小明通过实验验证力的平行四边形定则。 (1)实验记录纸如题图所示,O点

题型:实验题

题目:

(10分)小明通过实验验证力的平行四边形定则。

(1)实验记录纸如题图所示,O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点;一个弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力F3的方向过P3点。三个力的大小分别为:F1=3.30 N、F2=3.85 N和F3=4.25 N。请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力。

(2)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了变化,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长度,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响。

实验装置如题图所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于O点,下端N挂一重物。用与白纸平行的水平力缓慢地移动N,在白纸上记录下N的轨迹。重复上述过程,再次记录下N的轨迹。

两次实验记录的轨迹如题图所示,过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点,则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的大小关系为             

(3)根据(2)中的实验,可以得出的实验结果有哪些?         (填写选项前的字母)

A.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,橡皮筋第2次的长度较长

C.两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2次受到的拉力较大

D.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(4)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出两点注意事项。

                                                                                               

                                                                                              

答案:

(1)如图所示  4.7N(4.6~4.9N均可);(2)Fa=Fb;(3)BD;(4)选用新橡皮筋;橡皮筋拉伸不宜过长

题目分析:(1)根据力的图示法作出力F1和F2的图示,如答案图所示,并根据力的平行四边形定则作出两者的合力,用刻度尺量得其长度为单位长度的4.7倍,即合力大小为4.7N(4.6~4.9N均可)。

(2)设Oab与竖直方向的夹角为θ,根据共点力平衡条件解得:F=mgtanθ,因此有:Fa=Fb

(3)由中分析可知,橡皮筋上的拉力大小为:T=,因此有Ta=Tb,显然图中Ob>Oa,故选项A错误;选项B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,橡皮筋两次的长度之差越大故选项D正确;两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2次受到的拉力较小,故选项C错误。

(4)有上述分析可知,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,每次橡皮筋的形变要在弹性限度内,即拉伸不宜过长。

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