
驗(yàn)證平行四邊形定則
知識(shí)框架
1.合力與分力
(1)定義:如果一個(gè)力的作用效果跟幾個(gè)力共同作用的效果相同,這一個(gè)力就叫那幾個(gè)力的合力,那幾個(gè)力就叫這個(gè)力的分力.
(2)邏輯關(guān)系:合力和分力是一種等效替代關(guān)系.
2.共點(diǎn)力:作用在物體上的力的作用線(xiàn)或作用線(xiàn)的反向延長(zhǎng)線(xiàn)交于一點(diǎn)的力.
3.力的合成的運(yùn)算法則
(1)平行四邊形定則:求兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力F1、F2的合力,可以用表示F1、F2的有向線(xiàn)段為鄰邊作平行四邊形,平行四邊形的對(duì)角線(xiàn)(在兩個(gè)有向線(xiàn)段F1、F2之間)就表示合力的大小和方向,如圖甲所示.
(2)三角形定則:求兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力F1、F2的合力,可以把表示F1、F2的線(xiàn)段首尾順次相接地畫(huà)出,把F1、F2的另外兩端連接起來(lái),則此連線(xiàn)就表示合力的大小和方向,如圖乙所示.
4.矢量和標(biāo)量
(1)矢量:既有大小又有方向的量.相加時(shí)遵循平行四邊形定則.
(2)標(biāo)量:只有大小沒(méi)有方向的量.求和時(shí)按算術(shù)法則相加.
5.力的分解
(1)概念:求一個(gè)力的分力的過(guò)程.
(2)遵循的原則:平行四邊形定則或三角形定則.
(3)分解的方法
①按力產(chǎn)生的實(shí)際效果進(jìn)行分解.
②正交分解法.
思考:合力一定大于分力嗎?
答案 合力可能大于分力,也可能等于或小于分力.
核心素養(yǎng)
1.x-t圖象的理解
核心素養(yǎng)一 力的合成方法及合力范圍的確定
1.共點(diǎn)力合成的方法
(1)作圖法
(2)計(jì)算法:根據(jù)平行四邊形定則作出示意圖,然后利用解三角形的方法求出合力.
2.合力范圍的確定
(1)兩個(gè)共點(diǎn)力的合力范圍:|F1-F2|≤F≤F1+F2,即兩個(gè)力的大小不變時(shí),其合力隨夾角的增大而減小.當(dāng)兩個(gè)力反向時(shí),合力最小,為|F1-F2|;當(dāng)兩個(gè)力同向時(shí),合力最大,為F1+F2.
(2)三個(gè)共點(diǎn)力的合成范圍
①最大值:三個(gè)力同向時(shí),其合力最大,為Fmax=F1+F2+F3.
②最小值:以這三個(gè)力的大小為邊,如果能組成封閉的三角形,則其合力的最小值為零,即Fmin=0;如果不能,則合力的最小值的大小等于最大的一個(gè)力減去另外兩個(gè)力和的絕對(duì)值,即Fmin=F1-|F2+F3|(F1為三個(gè)力中最大的力).
特別提醒 1.二個(gè)分力一定時(shí),夾角θ越大,合力越小.
2.合力一定,二等大分力的夾角越大,二分力越大.
3.合力可以大于分力,等于分力,也可以小于分力的大?。?br> 典例精講
1.重力為G的體操運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行自由體操比賽時(shí),有如圖所示的比賽動(dòng)作 ,當(dāng)運(yùn)動(dòng)員豎直倒立保持靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),兩手臂對(duì)稱(chēng)支撐,夾角為θ,則( )
A.當(dāng)θ=60°時(shí),運(yùn)動(dòng)員單手對(duì)地的正壓力大小為eq \f(G,2)
B.當(dāng)θ=120°時(shí),運(yùn)動(dòng)員單手對(duì)地面的壓力大小為G
C.當(dāng)θ不同時(shí),運(yùn)動(dòng)員受到的合力不同
D.當(dāng)θ不同時(shí)運(yùn)動(dòng)員與地面之間的相互作用力不相等
解析:運(yùn)動(dòng)員處于靜止?fàn)顟B(tài),即平衡狀態(tài),所受合力為零,地面對(duì)手的支持力豎直向上,故每只手都承受自身重力的一半,和兩手臂所成角度無(wú)關(guān),所以B、C錯(cuò)誤,A正確;由牛頓第三定律知兩物體間的相互作用力大小永遠(yuǎn)相等,故D錯(cuò)誤.
答案:A
2.如圖甲所示,水平地面上固定一傾角為30°的表面粗糙的斜劈,一質(zhì)量為m的小物塊能沿著斜劈的表面勻速下滑.現(xiàn)對(duì)小物塊施加一水平向右的恒力F,使它沿該斜劈表面勻速上滑,如圖乙所示,則F大小應(yīng)為( )
A.eq \f(\r(3),6)mg B.eq \f(\r(3),3)mg
C.eq \r(3)mg D.eq \f(\r(3),4)mg
解析:小物塊沿著斜劈的表面勻速下滑時(shí),對(duì)小物塊受力分析可得mgsin 30°=μmgcs 30°,解得μ=eq \f(\r(3),3).對(duì)小物塊施加一水平向右的恒力F,使它沿該斜劈表面勻速上滑,對(duì)小物塊受力分析如圖所示,
將力沿平行于斜面和垂直于斜面兩方向分解可得FN=mgcs 30°+Fsin 30°,F(xiàn)f=μFN,F(xiàn)cs 30°=Ff+mgsin 30°,聯(lián)立解得F=eq \r(3)mg,故C項(xiàng)正確.
答案:C
3.我國(guó)不少地方在節(jié)日期間有掛紅燈籠的習(xí)俗,如圖所示,質(zhì)量為m的燈籠用兩根不等長(zhǎng)的輕繩OA、OB懸掛在水平天花板上,OA比OB長(zhǎng),O為結(jié)點(diǎn).重力加速度大小為g,設(shè)OA、OB對(duì)O點(diǎn)的拉力分別為FA、FB,輕繩能夠承受足夠大的拉力,則( )
A.FA小于FB
B.FA、FB的合力大于mg
C.調(diào)節(jié)懸點(diǎn)A的位置,可使FA、FB都大于mg
D.換質(zhì)量更大的燈籠,F(xiàn)B的增加量比FA的增加量大
解析:對(duì)結(jié)點(diǎn)O受力分析,畫(huà)出力的矢量圖如圖所示,由圖可知,F(xiàn)A小于FB,F(xiàn)A、FB的合力等于mg,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;調(diào)節(jié)懸點(diǎn)A的位置,當(dāng)∠AOB大于某一值時(shí),則FA、FB都大于mg,選項(xiàng)C正確;換質(zhì)量更大的燈籠,則重力mg增大,F(xiàn)B的增加量比FA的增加量大,選項(xiàng)D正確.
答案:ACD
過(guò)關(guān)訓(xùn)練
一、單選題
1.“蕩秋千”是小朋友們非常喜歡玩的游戲.如圖中兩個(gè)體重相同的小孩坐在秋千上,兩秋千的繩子是一樣的.下面的說(shuō)法正確的是
A.甲中繩子易斷
B.乙中繩子易斷
C.甲、乙中的繩子一樣易斷
D.無(wú)法確定
2.如圖,質(zhì)量均為M的A、B兩滑塊放在粗糙水平面上,兩輕桿等長(zhǎng),桿與滑塊、桿與桿間均用光滑鉸鏈連接,在兩桿鉸合處懸掛一質(zhì)量為m的重物C,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),設(shè)桿與水平面間的夾角為θ。則下列說(shuō)法正確的是( )
A.當(dāng)m一定時(shí),θ越小,滑塊對(duì)地面的壓力越大
B.當(dāng)m一定時(shí),θ越大,輕桿受力越大
C.當(dāng)θ一定時(shí),M越大,滑塊與地面間的摩擦力越大
D.當(dāng)θ一定時(shí),滑塊與地面間的摩擦力大小與M無(wú)關(guān)
3.如圖所示,傾角為30°的斜面體放在水平地面上,一個(gè)重為G的球在水平力F的作用下,靜止在光滑斜面上,現(xiàn)若將力F從水平方向逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)某一角度α(α未知)后,仍保持F的大小,且小球和斜面也仍舊保持靜止,則此時(shí)水平地面對(duì)斜面體的摩擦力f為( )
A. B. C. D.0
4.如圖所示,石拱橋的正中央有一質(zhì)量為m的對(duì)稱(chēng)楔形石塊,石塊側(cè)面與豎直方向的夾角為θ,重力加速度為g,接觸面間的摩擦忽略不計(jì),則石塊側(cè)面所受彈力的大小為( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
5.如圖所示,勻質(zhì)圓柱重2.0×104N,兩端用兩根繩繞過(guò)圓柱吊住,使柱體保持水平,若每根繩能承受的最大拉力為1.0×104N,則懸掛處.繩與豎直方向的夾角最大為:( )
A.30° B.45°
C.60° D.75°
6.將力F分解為兩個(gè)力,已知其中一個(gè)分力F1的方向與F的夾角為θ(如圖所示),則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ( )
A.只要知道另一個(gè)分力的方向就可得到確定的兩個(gè)分力
B.只要知道F1的大小,就可得到確定的兩個(gè)分力
C.如果知道另一個(gè)分力的大小,一定能夠得到唯一確定的兩個(gè)分力
D.另一個(gè)分力的最小值是Fsinθ
7.如圖所示,設(shè)有五個(gè)力同時(shí)作用在質(zhì)點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 上,它們的大小和方向相當(dāng)于正六邊形的兩條邊和三條對(duì)角線(xiàn).這五個(gè)力中的最小力的在小為 SKIPIF 1 < 0 ,則這五個(gè)力的合力等于( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
8.如圖所示,光滑斜面的傾斜角度都相同,球的質(zhì)量都是m,分別用不同方向的細(xì)線(xiàn)拉住,使球處于靜止.在下列四種情況中,球?qū)π泵鎵毫ψ畲蟮氖牵?)
A.B.
C.D.
二、解答題
9.如圖所示,傾角為 SKIPIF 1 < 0 ,質(zhì)量為M的斜面體C置于水平地面上,質(zhì)量為 SKIPIF 1 < 0 的小物塊B置于斜面上,通過(guò)細(xì)繩跨過(guò)光滑的定滑輪與質(zhì)量為 SKIPIF 1 < 0 的物塊A相連接,連接B的一段細(xì)繩與斜面平行,物塊B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 SKIPIF 1 < 0 ,重力加速度為 SKIPIF 1 < 0 ,A、B、C都處于靜止?fàn)顟B(tài)。
(1)求斜面對(duì)B摩擦力的大小;
(2)斜面體對(duì)地面的壓力大小。
10.如圖甲所示,輕繩AD跨過(guò)固定在水平橫梁BC右端的定滑輪掛住一個(gè)質(zhì)量為10 kg的物體,∠ACB=30°;圖乙中輕桿HP一端用鉸鏈固定在豎直墻上,另一端P通過(guò)細(xì)繩EP拉住,EP與水平方向也成30°,輕桿的P點(diǎn)用細(xì)繩PQ拉住一個(gè)質(zhì)量也為10 kg的物體.g取10 N/kg,求輕繩AC段的張力大小FAC與細(xì)繩EP的張力大小FEP之比.
11.已知力F的一個(gè)分力F1跟F成30°角,大小未知,另一個(gè)分力F2的大小為 SKIPIF 1 < 0 F,方向未知,則F1的大小可能是多少?
三、實(shí)驗(yàn)題
12.驗(yàn)證“平行四邊形法則”實(shí)驗(yàn)中,貼有帶方格白紙的木板固定在豎直墻壁上,緊貼木板用兩個(gè)彈簧稱(chēng)把已知重力為4N的物塊用細(xì)線(xiàn)懸掛起,物塊保持靜止,如圖11所示,記下兩彈簧稱(chēng)的拉力方向,讀出兩彈簧稱(chēng)的示數(shù),,。取下彈簧稱(chēng)后,以小方格邊長(zhǎng)為1N做標(biāo)度,請(qǐng)你在方格紙內(nèi)完成余下的作圖步驟,以驗(yàn)證:求兩力合力時(shí)滿(mǎn)足平行四邊形法則。
13.關(guān)于驗(yàn)證平行四邊形法則的實(shí)驗(yàn),請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)在該實(shí)驗(yàn)中,合力與分力的概念是一種________科學(xué)思想方法
(2)某同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)操作時(shí)彈簧秤平行于板面如圖放置,然后記錄力的大小和方向,請(qǐng)你指出這樣操作的問(wèn)題_________________________________________.
14.下圖左是“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)操作如下:
(1)彈簧測(cè)力計(jì)A掛于固定點(diǎn)P,下端用細(xì)線(xiàn)掛一重物M(如圖虛線(xiàn)所示),測(cè)量___________并記錄F;
(2)彈簧測(cè)力計(jì)B的一端用細(xì)線(xiàn)系于O點(diǎn),手持另一端向左拉,使結(jié)點(diǎn)O靜止在某位置(如圖實(shí)線(xiàn)所示),此時(shí)需記下結(jié)點(diǎn)O的位置和兩測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1、F2以及___________;
(3)某同學(xué)已在右圖紙上作出F1、F2的圖示,請(qǐng)根據(jù)力的平行四邊形法則作出F1、F2的合力 SKIPIF 1 < 0 _______;
(4)改變兩細(xì)線(xiàn)的夾角,重復(fù)做幾次實(shí)驗(yàn),若 SKIPIF 1 < 0 的方向近似在___________方向上,且大小近似等于F,則平行四邊形法則得以驗(yàn)證;
(5)下列哪個(gè)做法是該實(shí)驗(yàn)中必須的實(shí)驗(yàn)要求(____)
A.彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)在使用前校零
B.實(shí)驗(yàn)中必須保證OB水平
C.拉線(xiàn)方向應(yīng)與木板平面平行
D.改變重物質(zhì)量,進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),每次都要使結(jié)點(diǎn)O在同一位置
參考答案
1.B
【詳解】
小孩的重力和兩根繩子拉力的合力等值反向,合力一定,兩分力夾角越大,分力越大,所以?shī)A角越大,繩子拉力越大。則乙中繩子容易斷。
A.甲中繩子易斷,與結(jié)論不相符,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.乙中繩子易斷,與結(jié)論相符,選項(xiàng)B正確;
C.甲、乙中的繩子一樣易斷,與結(jié)論不相符,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.無(wú)法確定,與結(jié)論不相符,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;
故選B。
2.D
【詳解】
A.對(duì)ABC整體分析可知,對(duì)地壓力為
SKIPIF 1 < 0
由此可知滑塊對(duì)地面的壓力與 SKIPIF 1 < 0 無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤;
B.將C的重力按照作用效果分解,如圖所示
根據(jù)平行四邊形定則有
SKIPIF 1 < 0
故 SKIPIF 1 < 0 一定時(shí), SKIPIF 1 < 0 越大,輕桿受力越小,故B錯(cuò)誤;
CD.對(duì)A分析,受重力、桿的推力、支持力和向右的靜摩擦力,根據(jù)平衡條件有滑塊與地面間的摩擦力大小為
SKIPIF 1 < 0
由此可知滑塊與地面間的摩擦力大小與 SKIPIF 1 < 0 無(wú)關(guān),故C錯(cuò)誤,D正確;
故選D。
3.C
【解析】
【詳解】
對(duì)物體受力分析如圖:
由平衡條件得:N與F的合力F′與重力G大小相等,由三角函數(shù)關(guān)系得:F=Gtanθ,代入數(shù)據(jù)得:,轉(zhuǎn)過(guò)角度后,由F大小不變,小球靜止,支持力與F的合力不變,故此時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)后F轉(zhuǎn)方向如圖:
即:F轉(zhuǎn)過(guò)的角度是2θ。對(duì)整體受力分析并正交分解如圖:
水平方向:f=Fcs2θ= ,故C正確,ABD錯(cuò)誤。
4.C
【解析】
【詳解】
對(duì)物體受力分析,如圖:
根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件,將彈力 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 合成,結(jié)合幾何關(guān)系,有
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
所以
SKIPIF 1 < 0
故C正確,ABD錯(cuò)誤;
故選C。
5.C
【解析】
試題分析:如下圖沿軸向看過(guò)去,兩根線(xiàn)的拉力的合力,而每根線(xiàn)承受的最大拉力也為,所以?xún)筛€(xiàn)之間的夾角最大為120°,繩與豎直方向的夾角最大為60°
故選C
考點(diǎn):力的分解
點(diǎn)評(píng):容易題。力的分解與很多特殊情況,比如分解成夾角為120°、90°、60°的兩個(gè)等大的兩個(gè)分力就可以用計(jì)算法比較快速的速出結(jié)果。
6.C
【解析】
試題分析:當(dāng)合力已知,已知兩個(gè)分力的方向,根據(jù)平行四邊形定則,將已知力分解作出的平行四邊形只有一個(gè),這兩個(gè)分力大小是唯一確定的.A正確,已知一個(gè)分力的大小和方向,根據(jù)平行四邊形定則,將已知力分解作出的平行四邊形只有一個(gè),這兩個(gè)分力大小是唯一確定的.B正確;已知一個(gè)分力的大小和另一個(gè)分力的方向,根據(jù)平行四邊形定則,將已知力分解,可能有兩解,可能有一解,也可能無(wú)解.C錯(cuò)誤;當(dāng)兩個(gè)分力相互垂直時(shí),另一個(gè)分力最小,為 SKIPIF 1 < 0 ,D正確
讓選錯(cuò)誤的,故選C
考點(diǎn):力的分解.
點(diǎn)評(píng):將已知力分解有唯一確定的分解結(jié)果的通常有兩種情況:(1)已知兩個(gè)分力的方向;(2)已知一個(gè)分力的大小和方向.
7.D
【解析】
如圖, SKIPIF 1 < 0 與 SKIPIF 1 < 0 的合力與 SKIPIF 1 < 0 同向;同時(shí) SKIPIF 1 < 0 與 SKIPIF 1 < 0 的合力也與 SKIPIF 1 < 0 同向;故分別將 SKIPIF 1 < 0 與 SKIPIF 1 < 0 合成, SKIPIF 1 < 0 與 SKIPIF 1 < 0 合成,最終 SKIPIF 1 < 0 的合力為 SKIPIF 1 < 0 .因?yàn)?SKIPIF 1 < 0 ,由幾何關(guān)系知 SKIPIF 1 < 0 ,則總合力 SKIPIF 1 < 0 ,D正確.
8.B
【詳解】
以球?yàn)檠芯繉?duì)象,分析受力,將受力圖畫(huà)在一幅圖上如右圖所示.由圖可知,當(dāng)細(xì)線(xiàn)的拉力F方向從豎直變到水平方向的過(guò)程中,斜面對(duì)球的支持力FN逐漸增大,則當(dāng)細(xì)線(xiàn)的拉力F為水平方向時(shí),斜面對(duì)球的支持力最大,則球?qū)π泵娴膲毫ψ畲螅?br>A.該圖與結(jié)論不相符,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.該圖與結(jié)論相符,選項(xiàng)B正確;
C.該圖與結(jié)論不相符,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.該圖與結(jié)論不相符,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;
故選B.
【點(diǎn)評(píng)】
本題相當(dāng)于動(dòng)態(tài)變化分析問(wèn)題,采用作圖法研究,也可以運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí),根據(jù)平衡條件得出壓力和細(xì)線(xiàn)與水平方向夾角的解析式,再分析極值.
9.(1)0;(2) SKIPIF 1 < 0
【詳解】
(1)假設(shè)斜面對(duì)B摩擦力f沿斜面向上,由平衡條件有
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
聯(lián)立方程,代入數(shù)據(jù)解得
SKIPIF 1 < 0
(2)以A、B、C為整體,由平衡條件有
SKIPIF 1 < 0 ,
根據(jù)牛頓第三定律可得,斜面體對(duì)地面的壓力大小為
SKIPIF 1 < 0
10. SKIPIF 1 < 0
【詳解】
題圖甲和乙中的兩個(gè)物體M1、M2都處于平衡狀態(tài),根據(jù)平衡條件可判斷,與物體相連的細(xì)繩拉力大小等于物體的重力.分別取C點(diǎn)和P點(diǎn)為研究對(duì)象,進(jìn)行受力分析如圖(a)和(b)所示.
圖(a)中輕繩AD跨過(guò)定滑輪拉住質(zhì)量為M1的物體,物體處于平衡狀態(tài),
繩AC段的拉力FAC=FCD=M1g
圖(b)中由FEPsin 30°=FPQ=M2g
得FEP=2M2g
所以得 SKIPIF 1 < 0
【點(diǎn)睛】
本題首先要抓住定滑輪不省力的特點(diǎn),其次要根據(jù)平衡條件,分別以CP點(diǎn)為研究對(duì)象,按力平衡問(wèn)題的一般步驟求解細(xì)繩的張力.
11. SKIPIF 1 < 0 F 或 SKIPIF 1 < 0 F
【詳解】
由題意可知,F(xiàn)2的大小為 SKIPIF 1 < 0 F,大于 SKIPIF 1 < 0 ,因此有兩種分解結(jié)果;根據(jù)三角形定則得,如圖
又因一個(gè)分力F1跟F成30°角,且F2的大小為 SKIPIF 1 < 0 F,由幾何關(guān)系得
SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
12.
(得分說(shuō)明:圖所示的四條有箭頭的線(xiàn)段和一個(gè)平行四邊形框架都有得4分,相關(guān)線(xiàn)段沒(méi)有箭頭的得2分,沒(méi)有標(biāo)出力的符號(hào)不扣分,沒(méi)有標(biāo)出力的標(biāo)度的不扣分,出現(xiàn)了除答案需要之外的圖線(xiàn)不扣分。)
【解析】
試題分析:力的標(biāo)度題目已經(jīng)規(guī)定,作圖時(shí)嚴(yán)格按照標(biāo)度做大小,按照彈簧測(cè)力計(jì)的方向做力的方向。根據(jù)等效代替,真正的合力與拉重物的繩子在一條直線(xiàn)上,而按平行四邊形定則做出對(duì)角線(xiàn)是合力,若二者基本重合,則滿(mǎn)足滿(mǎn)足平行四邊形法則。
考點(diǎn):驗(yàn)證力的平行四邊形定則
13.等效替代 彈簧測(cè)力計(jì)的軸線(xiàn)與細(xì)線(xiàn)套不在同一直線(xiàn)上,導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確
【詳解】
試題分析:(1)在該實(shí)驗(yàn)中,合力與分力的概念是一種等效替代科學(xué)思想方法;(2)彈簧測(cè)力計(jì)的軸線(xiàn)與細(xì)線(xiàn)套不在同一直線(xiàn)上,導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確.
考點(diǎn):驗(yàn)證平行四邊形法則
14.M的重力 細(xì)線(xiàn) SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的方向 見(jiàn)解析 細(xì)線(xiàn) SKIPIF 1 < 0 AC
【詳解】
(1)[1]簧測(cè)力計(jì)A掛于固定點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 ,下端用細(xì)線(xiàn)掛一重物M,測(cè)量M的重力并記錄為 SKIPIF 1 < 0 。
(2)[2]彈簧測(cè)力計(jì)B的一端用細(xì)線(xiàn)系于 SKIPIF 1 < 0 點(diǎn),手持另一端向左拉,使結(jié)點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 靜止在某位置(如圖),此時(shí)需記下結(jié)點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 的位置和兩測(cè)力計(jì)的示數(shù) SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 以及細(xì)線(xiàn) SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的方向。
(3)[3]根據(jù)力的平行四邊形定則作出 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的合力 SKIPIF 1 < 0 ,如圖
(4)[4]改變兩細(xì)線(xiàn)的夾角,重復(fù)做幾次實(shí)驗(yàn).若 SKIPIF 1 < 0 的方向近似在細(xì)線(xiàn) SKIPIF 1 < 0 方向上,且大小近似等于 SKIPIF 1 < 0 ,則平行四邊形定則得以驗(yàn)證。
(5)[5]A.彈簧測(cè)力計(jì)是測(cè)出力的大小,所以要準(zhǔn)確,必須在測(cè)之前校零,故A正確;
B. SKIPIF 1 < 0 繩不需要保持水平方向,只要方便作圖即可,故B錯(cuò)誤;
C.拉線(xiàn)方向必須與木板平面平行,這樣才確保力的大小準(zhǔn)確性,故C正確;
D.實(shí)驗(yàn)通過(guò)作出三個(gè)力的圖示,彈簧測(cè)力計(jì)A、B的合力與重物的重力大小近似相等,方向近似相反來(lái)驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”, SKIPIF 1 < 0 的位置可以變動(dòng),故D錯(cuò)誤。
故選AC。
考題預(yù)測(cè)
1.(多選)(2017·高考天津卷)如圖所示,輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點(diǎn),懸掛衣服的衣架掛鉤是光滑的,掛于繩上處于靜止?fàn)顟B(tài).如果只人為改變一個(gè)條件,當(dāng)衣架靜止時(shí),下列說(shuō)法正確的是( )
A.繩的右端上移到b′,繩子拉力不變
B.將桿N向右移一些,繩子拉力變大
C.繩的兩端高度差越小,繩子拉力越小
D.若換掛質(zhì)量更大的衣服,則衣架懸掛點(diǎn)右移
2.(多選)如圖所示是剪式千斤頂,當(dāng)搖動(dòng)把手時(shí),螺紋軸就能迫使千斤頂?shù)膬杀劭繑n,從而將汽車(chē)頂起.當(dāng)車(chē)軸剛被頂起時(shí)汽車(chē)對(duì)千斤頂?shù)膲毫?.0×105 N,此時(shí)千斤頂兩臂間的夾角為120°,則下列判斷正確的是( )
A.此時(shí)兩臂受到的壓力大小均為5.0×104 N
B.此時(shí)千斤頂對(duì)汽車(chē)的支持力為1.0×105 N
C.若繼續(xù)搖動(dòng)把手,將汽車(chē)頂起,兩臂受到的壓力將增大
D.若繼續(xù)搖動(dòng)把手,將汽車(chē)頂起,兩臂受到的壓力將減小
參考答案
1解析:
本題考查物體受力分析、物體的平衡.衣架掛鉤為“活結(jié)”模型,a、b為一根繩,兩端拉力相等,設(shè)繩ab長(zhǎng)為L(zhǎng),M、N的水平距離為d,b延長(zhǎng)線(xiàn)交M于a′,由幾何知識(shí)知a′=a,sin θ=eq \f(d,L),由平衡條件有2Fcs θ=mg,則F=eq \f(mg,2cs θ),當(dāng)b上移到b′時(shí),d、L不變,θ不變,故F不變,選項(xiàng)A正確,C錯(cuò)誤.將桿N向右移一些,L不變,d變大,θ變大,cs θ變小,則F變大,選項(xiàng)B正確.只改變m,其他條件不變,則sin θ不變,θ不變,衣架懸掛點(diǎn)不變,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
答案:AB
2解析:將汽車(chē)對(duì)千斤頂?shù)膲毫分解為沿兩臂的兩個(gè)分力F1、F2,如圖所示,根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知,兩臂受到的壓力大小相等,即F1=F2.由2F1cs θ=F得F1=F2=eq \f(F,2cs 60°)=1.0×105 N,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)牛頓第三定律可知,千斤頂對(duì)汽車(chē)的支持力等于汽車(chē)對(duì)千斤頂?shù)膲毫?,?.0×105 N,選項(xiàng)B正確;由F1=F2=eq \f(F,2cs θ)可知,當(dāng)F不變、θ減小時(shí),cs θ增大,F(xiàn)1、F2減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確.
答案:BD
這是一份新高考物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案 2.2力的合成與分解及驗(yàn)證平行四邊形定則(含解析),共17頁(yè)。學(xué)案主要包含了單選題,解答題,實(shí)驗(yàn)題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份(新高考)高考物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案2.2《力的合成與分解及驗(yàn)證平行四邊形定則》(含解析),共17頁(yè)。學(xué)案主要包含了單選題,解答題,實(shí)驗(yàn)題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份高考物理一輪復(fù)習(xí)第2章相互作用實(shí)驗(yàn)3驗(yàn)證力的平行四邊形定則學(xué)案,共15頁(yè)。
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