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某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则. 实验步骤: ①将弹簧秤固定在贴有白纸...

某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则.

实验步骤:

将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向.

如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧秤示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O1O2,记录弹簧秤的示数F,测量并记录O1O2间的距离(即橡皮筋的长度l).每次将弹簧秤示数改变050 N,测出所对应的l,部分数据如下表所示:

F/N
 

0
 

050
 

100
 

150
 

200
 

250
 

l/cm
 

l0
 

1097
 

1202
 

1300
 

1398
 

1505
 

 

找出F=250 N时橡皮筋两端的位置,重新标记为O,橡皮筋的拉力记为FOO′

在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图乙所示.用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端达到O,将两笔尖的位置标记为AB,橡皮筋OA段的拉力记为FOA,OB段的拉力记为FOB

完成下列作图和填空:

1)利用表中数据在给出的坐标纸上画出F-l图线.

2)测得OA=600cm,OB=760cm,FOA的大小为    N

3)根据给出的标度,作出FOAFOB的合力的图示.

4)通过比较     的大小和方向,即可得出实验结论.

 

(1)如图所示;(2)1.80(1.70~1.90均正确);(3)如图所示;(4)FOO′ 【解析】 试题(1)根据表中数据利用描点法得出对应的数据,图象与横坐标的交点即为l0; (2)橡皮筋两端拉力相等,根据题意求得总长度即可求得皮筋上的拉力; (3)通过给出的标度确定力的长度,根据平行四边形得出图象如图所示; (4)根据实验原理可明确应比较实验得出的拉力与通过平行四边形定则得出的合力 【解析】 (1)根据表格中数据利用描点法作出图象如图所示: 由图可知,图象与横坐标的交点即为l0,由图可知l0=10.0cm; (2)AB的总长度为6.00+7.60cm=13.60cm;由图可知,此时两端拉力F=1.80N; (3)根据给出的标度,作出合力如图所示; (4)只要作出的合力与实验得出的合力F00′大小和方向在误差允许的范围内相等,即可说明平行四边形定则成立; 故答案为(1)如图所示;10.0;(2)1.80;(3)如图所示;(4)F00′
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考点分析:
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.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(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4.0 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F14.2 NF25.6 N.

()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F1F2的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力F____

()F的大小为________NF与拉力F的夹角的正切值为________

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等四边行定则

 

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某同学用如图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AB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的示数为_______N

(2)下列不必要的实验要求是_________(请填写选项前对应的字母)

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的指针示数稍稍超出量程,请你提出一个解决办法.

 

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某同学用钩码和弹簧测力计做验证力的平行四边形定则实验.

(1)请将实验内容补充完整:

A.将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上,在另一端绑上两根系有细绳套的细线.

B.其中一根细线挂上5个质量相等的钩码(每个钩码质量均为50 g),使橡皮筋拉伸,如图甲所示,记录________、结点的位置O和细线方向.

C.将图甲中钩码取下一个,并将细线用一光滑铁钉B(可随时固定)支开,在另一细线上挂上弹簧测力计,使两细线成一定角度,拉弹簧测力计,如图乙所示,图中αβ可测定,当时,橡皮筋正好位于竖直方向且橡皮筋与细线结点的位置与步骤B中结点的位置O重合,此时弹簧测力计的示数应为____N(当地重力加速度g10 m/s2). 

(2)本实验采用的科学方法是________

A.理想实验法

B.等效替代法

C.控制变量法

D.建立物理模型法

 

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某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候,测得弹力的大小F和弹簧长度L的关系如图所示,则由图线可知:

1)弹簧的劲度系数为______________

2)为了用弹簧测定两木块AB间的动摩擦因数,两同学分别设计了如图2所示的甲、乙两种方案。

①为了用某一弹簧测力计的示数表示AB之间的滑动摩擦力的大小,你认为方案______(填)更合理。

②甲方案中,若AB的重力分别为10.0 N20.0 N。当A被拉动时,弹簧测力计a的示数为6.0 Nb的示数为11.0 N,则AB间的动摩擦因数为_____________

 

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某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系.实验装置如图所示:一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P0P1P2P3P4P5P6分别固定在弹簧上距悬点0102030405060圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0指向0刻度.设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x0;挂有质量为0.100 kg的砝码时,各指针的位置记为x.测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数,重力加速度取9.80 m/s2).已知实验所用弹簧总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88 cm

1)将表中数据补充完整:①________②________


 

P1
 

P2
 

P3
 

P4
 

P5
 

P6
 

x0cm
 

2.04
 

4.06
 

6.06
 

8.05
 

10.03
 

12.01
 

xcm
 

2.64
 

5.26
 

7.81
 

10.30
 

12.93
 

15.41
 

n
 

10
 

20
 

30
 

40
 

50
 

60
 

kN/m
 

163
 


 

56.0
 

43.6
 

33.8
 

28.8
 

m/N
 

0.0061
 


 

0.0179
 

0.0229
 

0.0296
 

0.0347
 

 

2)以n为横坐标,为纵坐标,在答题卷给出的坐标纸上画出1/kn图像.

3)题(2)图中画出的直线可近似认为通过原点.若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k_____N/m;该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系的表达式为k_____N/m

 

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