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(2016·浙江卷)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中,测得图中弹簧OC...

(2016·浙江卷)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中,测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m。如图1 所示,用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下

(1)若弹簧秤a、b间夹角为90°,弹簧秤a的读数是______N(图2中所示),则弹簧秤b的读数可能为______N。

(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°,保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变,减小弹簧秤b 与弹簧OC的夹角,则弹簧秤a的读数________、弹簧秤b的读数_______。(填“变大”、“变小”或“不变”)

 

(1)3.01(3.00~3.02均算对) 3.99(3.98~4.00均算对)(有效数不作要求) (2)变大 变大 【解析】(1)由题图2可知弹簧秤a的读数是F1=3.01 N;因合力为F=kx=500×0.01 N=5 N,两分力的夹角为90°,则另一个分力的大小为F2==3.99 N。 (2)若弹簧秤a、b间的夹角大于90°,保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变,减小弹簧秤b 与弹簧OC的夹角,根据力的平行四边形定则可知,弹簧秤a的读数变大,弹簧秤b的读数变大。 【名师点睛】要熟练掌握力的平行四边形定则,会用“图解法”画图分析,解答力的动态分析问题。  
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考点分析:
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(2017·新课标全国某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上,如图(a)所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外),另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长。

(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图(b)所示,F的大小为_______N。

(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点。此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N。

(i)用5 mm长度的线段表示1 N的力,以O为作用点,在图(a)中画出力F1、F2的图示,然后按平形四边形定则画出它们的合力F

(ii)F的大小为_______N,F与拉力F的夹角的正切值为________。

若F与拉力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。

 

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为验证力的平行四边形定则,某同学将环形橡皮筋挂在弹簧秤钩上,用力拉使弹簧秤上的读数为2.00 N时,将橡皮筋两端的位置画在白纸上,记为O、O′,选择合适的标度作出橡皮筋拉力的大小和方向,记为FOO',如图甲所示。接着他在秤钩和两支圆珠笔上涂抹少许润滑油,用两支圆珠笔和秤钩将环形橡皮筋拉成三角形,使秤钩的下端仍到达O点,将两笔尖的位置标记为AB,橡皮筋OA段的拉力记为FOAOB段的拉力记为FOB,如图乙所示。再将环形橡皮筋剪断,测得所受的拉力F与长度l之间的关系,如图丙所示。完成下列问题:

(1)测得OA=6.10 cm,OB=8.20 cm,AB=10.70 cm,则FOA的大小为_______N。

(2)选择相同的标度,下列按比例作出的FOAFOB的合力F′的图示正确的是_______。

(3)通过比较F′与_______的大小和方向,即可得出实验结论。

 

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(1)在“探究求合力的方法”的实验中,其中的两个步骤是:

在水平放置的木板上垫一张白纸并固定好,把橡皮条的一端固定在木板上,另一端拴两根细线,通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,使橡皮条与细线的结点达到某一位置O点,在白纸上记下O点和两个弹簧秤的读数F1和F2

只用一个弹簧秤通过细线拉橡皮条,使它的伸长量与用两个弹簧秤拉时伸长量一样,记下此时弹簧秤的读数F和细线的方向。

以上两步骤均有疏漏,请指出:

中是_________________________________________;  

中是_________________________________________。

(2)某同学在研究“探究求合力的方法”的实验中,得出合力F的大小随夹角θ变化的规律如图所示,由图象及力的合成知识可求得两分力大小分别为______N、______N;它们的合力若是作用在一质量为2 kg的物体上(重力加速度g=10 m/s2)可使该物体获得的加速度范围为_____________。

 

 

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为了较准确地测量某细线能承受的最大拉力,小聪、小明分别进行了如下实验:小聪在实验室里找到一把弹簧测力计,按图甲所示安装细线和测力计后,他用力缓慢竖直向下拉测力计,直到测力计的示数达到量程(细线没有断裂),读出测力计的示数F,将F记为细线能承受的最大拉力。

小明在实验室里还找到一把刻度尺和一个玩具小熊,接着进行了如下的操作:

用刻度尺测出细线的长度L,用弹簧测力计测出玩具小熊的重力G

按图乙所示安装玩具小熊、细线(玩具小熊系在细线的中点);

两手捏着细线缓慢向两边移动直到细线断裂,读出此时两手间的水平距离d

利用平衡条件算出结果。

在不计细线质量和伸长影响的情况下,请回答:

(1)小明算出的细线能承受的最大拉力是________(用L、G、d表示);_____(填“小聪”或“小明”) 同学的测量结果较准确。

(2)在小明两手捏着细线缓慢向两边移动的过程中,下列说法正确的是________。

A.细线上的拉力大小不变

B.细线上的拉力大小减小

C.细线上拉力的合力大小不变

D.细线上拉力的合力大小增大

 

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2017·郑州第三次质量预测实验小组的同学利用弹簧测力计在水平放置的方木板上做“验证共点力的合成规律的实验”。

(1)同学们用坐标纸记下某次橡皮筋的结点位置O以及两弹簧测力计施加的拉力的大小和方向,如图所示。图中每个正方形小格边长均表示1.0 N,利用作图法可知F1与F2的合力大小为______N。(结果保留两位有效数字)

(2)实验时,第一次用两个弹簧测力计、第二次用气一个弹簧测力计将橡皮筋的结点拉到同一位置,其目的是为了________。

(3)不改变测力计1的示数F1的大小,逐渐减小两个弹簧测力之间的夹角。为使结点O位置保待不变,则另一测力计2的示数将__________ (填“增大”、“减小”或“不变)。

 

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