题目内容

10.英才学校某班同学为了探究同一直线上二力的合成.设计了如图所示的实验.他们通过分析实验结果得到结论:
(1)分析比较图a和图c得到的结论是同一直线上方向相同的两个力,合力的大小等于二力之和,合力方向与二力方向相同
(2)分析比较图b和图c得到的结论是同一直线上方向相反的两个力,合力的大小等于二力之差,合力方向与较大力的方向相同.
(3)他们为了得到准确的数据.在实验中特别注意如下几点:
①注意弹簧测力计的选取和使用,将弹簧测力计水平放置,读数时视线要正对刻度线.不超出弹簧测力计量程.使弹簧测力计的拉力大一些;
②注意橡皮条的选取和使用.同一次实验中,橡皮筋的结点O的位置一定要相同;
③注意纸张的选取和作图.画力的图示应选择适当的单位长度,画分力F1、F2的合力时要准确,图要尽可能画得大些.

分析 (1)比较(a)、(c),先判断力的作用效果,然后比较力的大小和方向之间的关系,从而得出结论.
(2)比较(b)、(c),先判断力的作用效果,然后比较力的大小和方向之间的关系,从而得出结论.
(3)结合实验来确定注意事项.

解答 解:(1)(2)比较(a)、(c)可知,力的作用效果相同,F=F1+F2,并且F与F1、F2的方向相同,故得出的结论是:同一直线上方向相同的两个力,合力的大小等于二力之和,合力方向与二力方向相同;
(2)比较(b)、(c),力的作用效果相同,F=F2-F1,并且F与F2的方向相同,故得出的结论是:同一直线上方向相反的两个力,合力的大小等于二力之差,合力方向与较大力的方向相同.
(3)①注意弹簧测力计的选取和使用,将弹簧测力计水平放置,读数时视线要正对刻度线.不超出弹簧测力计量程.使弹簧测力计的拉力大一些.
②注意橡皮条的选取和使用.同一次实验中,橡皮筋的结点O的位置一定要相同.
③注意纸张的选取和作图.画力的图示应选择适当的单位长度,画分力F1、F2的合力时要准确,图要尽可能画得大些.
故答案为:(1)同一直线上方向相同的两个力,合力的大小等于二力之和,合力方向与二力方向相同;
(2)同一直线上方向相反的两个力,合力的大小等于二力之差,合力方向与较大力的方向相同;
(3))①注意弹簧测力计的选取和使用,将弹簧测力计水平放置,读数时视线要正对刻度线.不超出弹簧测力计量程.使弹簧测力计的拉力大一些.
②注意橡皮条的选取和使用.同一次实验中,橡皮筋的结点O的位置一定要相同.
③注意纸张的选取和作图.画力的图示应选择适当的单位长度,画分力F1、F2的合力时要准确,图要尽可能画得大些.

点评 此题是二力平衡条件实验及力的合成实验中的部分情节,考查了转换法、控制变量法及等效替代法在实验中的应用,是一道中档题.

练习册系列答案
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18.阅读短文,回答问题.
力传感器在电子秤中的应用

电子秤所使用的测力装置是力传感器.
常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成,其结构示意图如图甲所示.弹簧钢右端固定,在其上、下表面各贴一个相同的应变片.若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F,则弹簧钢发生弯曲,上应变片被拉伸,下应变片被压缩.力越大,弹簧钢的弯曲程度越大.
应变片结构如图乙所示,其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感.给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流,上应变片两引线间电压为U1,下应变片两引线间电压为U2,传感器把这两个电压的差值U(U=U1-U2)输出,用来反映力F的大小.
金属电阻丝的阻值随温度会发生变化,其变化情况如图丙所示.为消除气温变化对测量精度的影响,需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻,进行温度补偿.串联合适的电阻后,测量结果不再受温度影响.
(1)这种力传感器是将力的大小转换为电压(电流/电压)的装置.
(2)外力F增大时,下列说法正确的是D.
A.上、下应变片金属电阻丝电阻都增大
B.上、下应变片金属电阻丝电阻都减小
C.上应变片金属电阻丝电阻减小,下应变片金属电阻丝电阻增大
D.上应变片金属电阻丝电阻增大,下应变片金属电阻丝电阻减小
(3)传感器输出的电压U随外力F增大而增大.
(4)进行温度补偿时,应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而减小的电阻,下金属电阻丝串联阻值随温度升高而减小的电阻.
(5)如果未进行温度补偿,自由端受到相同的力F作用,该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天小(大/小).

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