【力】这题怎么利用了平行四边形力学定则？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-10-21 17:02 标签： 特殊平行四边形压轴题
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【物理】验证力的平行四边形定则
　　作者：佚名　　来源：天星教育网　　更新时间： 21:52　　点击：29991
实验目的：验证互成角度的两个共点力合成的平行四边形定则。
实验器材：方木板、白纸、弹簧测力计（两只）、三角板、刻度尺、图钉（若干）、铅笔、橡皮条、细绳套（两个）
实验原理：结点受三个共点力作用处于平衡状态，则F1、F2之合力必与F3平衡，改用一个拉力F&拉橡皮条仍使结点到达O点，则F&必与F1、F2的合力等效 ，与F3平衡，以F1、F2为邻边作平行四边形，求出合力F，比较F与F&的大小和方向，以验证力的平行四边形定则。
实验步骤：1 用图钉把白纸钉在放于水平桌面的方木板上把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套
2 用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，将结点拉到某一位置O，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两个绳套的方向
3 用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力F1、F2的图示，并以F1、F2为邻边做平行四边形，过O点画出平行四边形的对角线，即为合力F的图示
4 只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，记下弹簧读数F&和细绳的方向，用刻度尺从O点按选定的标度沿记录方向作出这只弹簧测力计的拉力F&的图示
5 比较力F&与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向，得出结论
6 改变两个力的夹角，重复实验两次
注意事项：
(1)同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计钩好后对拉，若两只弹簧测力计在拉的过程中读数相同，则可选，若不同，应另换，直到相同为止；使用时弹簧测力计与板面平行。
(2)在满足合力不超过弹簧测力计量程及橡皮筋形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力及所作力的图示尽量大一些，以减小误差。两个分力F1、F2间夹角&越大，用平行四边形作图得出的合力Fˊ的误差&DF也越大，所以实验中不要把&取得太大。
&&&&&&& (3)由作图法得到的F和实验测量得到的Fˊ不可能完全符合，但在误差允许范围内可认为是F和Fˊ符合即可。
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母题十三、验证力的平行四边形定则实验 【解法归纳】验证力的平行四边形定则实验中，利用橡皮条伸长的长度相同，来保证合力与分力的等效性。 典例13（2011江苏物理卷第10题）某同学用如图1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。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。 (1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的为_______N。 (2)下列不必要的实验要求是_________。(请填写选项．．．应的字母) (A)应测量重物M所受的重力 (B)弹簧测力计应在使用前校零 (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，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请你提出两个解决办法。 【解析】：改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点处在白纸上记录的O点的位置，不必要每次都要使O点静止在同一位置，不必要的实验要求是D。同学发现弹簧测力计A的指．．．针稍稍超出量程，说明拉力和重物重力的合力大于了弹簧测力计B的量程，可减小弹簧测力计B拉力，减小重物M的质量，或将A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B拉力的方向。 【答案】(1)3.6 (2)D (3)①改变弹簧测力计B拉力的大小；②减小重物M的质量。 （或将A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B拉力的方向等） 【点评】平行四边形定则是矢量合成遵循的定则，高考通过对“力的平行四边形定则”的实验验证，强化考生对矢量的理解。高考对“力的平行四边形定则”实验的考查难度一般不大。 衍生题1. （2009山东理综卷）某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋（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分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡前对示数皮筋的另一端通过细绳挂一重物。 ①为完成实验，下述操作中必需的是
。 a. 测量细绳的长度 b. 测量橡皮筋的原长 c. 测量悬挂重物后橡皮筋的长度 d. 记录悬挂重物后结点O的位置 ②钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次实验验证，可采用的方法是
解析：由胡克定律可知，需要知道橡皮筋的原长、悬挂重物后橡皮筋的长度，才能计算出各个橡皮筋中的相对弹力。需要记录悬挂重物后结点O的位置，才能确定上面两根橡皮筋中弹力的方向，所以操作中必需的是bcd。钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次实验验证，可采用的方法是更换质量不同的重物，挂在第三条橡皮筋的下端，改变三条橡皮筋中的弹力，再次验证平行四边形定则。 【答案】①bcd
②更换质量不同的重物 衍生题2. （2005全国理综卷1）在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的一另一端都有绳套（如图）。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉像皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项： A．两根细绳必须等长 B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上。 C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行。 其中正确的是
。（填入相应的字母） 【解析】：平行四边形定则要保证三个力在同一平面内，因此，在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行，以保证三个力在同一平面内，所以选项C正确。 【答案】C 衍生题3. 在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，先用一个弹簧秤拉橡皮条的另一端到某―点并记下该点的位置；再将橡皮条的另一端系两根细绳，细绳的另一端都有绳套，用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条。 （1）某同学认为在此过程中必须注意以下几项，其中正确的是
。(填入相应的字母) A．两根细绳必须等长 图8 B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上 C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行 D．在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等 E． 在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置 （2）某同学在坐标纸上画出了如图8所示的两个已知力F1和F2，图中小正方形的边长表示2N ，两力的合力用F 表示，F1、F2与F 的夹角分别为θ1和θ2，关于F 1、F 2与F、θ1和θ2关系正确的有：__________ A . F1=4 N
B . F = 12 N
C．θ1=45°
D．θ1＜θ2 【解析】实验时两根细绳不必等长，橡皮条与两绳夹角的平分线可以不在同一直线上，拉细绳时两个弹簧秤的读数可以不等，选项ABD错误；由图可知，F1=42N，θ1=45°，θ1>θ2。 以F1、F2为邻边作平行四边形，其对角线表示合力F，F = 12 N。所以选项BC正确。 【答案】（1）CE
（2）BC 【点评】此题重现了“验证力的平行四边形定则”实验，辩析了注意事项。
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第6讲【实验二】力的平行四边形定则
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