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试题详情

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11-1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. 30N、F2 = 3. 85N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11-2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11-3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。

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试题答案
试题解析

根据标度值,连接OP1和OP2,以及OP3,根据实验记录的拉力的大小画出相应的力的图示,根据平行四边形的画法,画出两个分力的合力,见下图:

(2)根据力的合成与分解可知橡皮筋的端点N受到的三个力的作用,其中重力的大小方向均不变,另一个水平拉力一直沿水平方向,可知橡皮筋上的弹力为

(3)有实验想象可以看出,两次橡皮筋受到的拉力相同,但是橡皮筋的长度不同,第2次的长度较长些;拉力越大,橡皮筋的形变量越大,两次的长度之差越大。BD项正确。

(4)为了使实验误差较小,选用的橡皮筋不宜过长;考虑到橡皮筋形变的恢复情况,应尽量选用新橡皮筋。(或拉力不宜过大;选用弹性好的橡皮筋;换用弹性好的弹簧。

少年,再来一题如何?
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