题目内容

如图1－25所示，小球质量为m，用两根轻绳BO、CO系好后，将绳固定在竖直墙上，在小球上加一个与水平方向夹角为60°的力F，使小球平衡时，两绳均伸直且夹角60°.则力F的大小应满足什么条件？



图1－25
解析：本题为静力学类问题，并有临界条件需分析，当力F太小时，CO线会松弛，当F CO=0时物体受力如图（a），则 Fminsin60°×2=mg，所以Fmin=mg当力F太大时，OB线会松弛，当FOB=0时受力如图（b）所示图（a） 图（b）所以Fmax==mg综上所述F应满足的条件为：mg≤F≤mg.答案：mg≤F≤mg
练习册系列答案
相关题目
（1）在“测定玻璃的折射率”的实验中，选用的是入射面和出射面相互平行的矩形玻璃砖，用“插针法”测定某种玻璃的折射率．实验步骤如下：
a．将木板水平放置，把一张白纸用图钉固定在木板上；
b．在白纸上画出一条直线aa’作为入射界面，过aa’上的一点O画出界面的法线NN’，并画一条线段AO作为入射光线；
c．把矩形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa’对齐，画出玻璃砖的另一边bb’；
d．在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P2档住P1的像．再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4，
使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3及P1、P2的像
使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3及P1、P2的像
，记下P3、P4的位置．
e．移去大头针和玻璃砖，做出出射光线，标出入射角α、折射角β．
①请将步骤d补充完整．
②小明同学按上述步骤进行了实验，记录下5组数据，并计算出不同入射角时玻璃的折射率，如下表所示．
组别
项目		 第1组 第2组 第3组 第4组 第5组
入射角α 25° 35° 45° 50° 75°
折射角β 16° 22.5° 28° 32° 42°
sinα 0.423 0.574 0.707 0.766 0.966
sin β 0.276 0.383 0.469 0.530 0.669
折射率n 1.533 1.499 1.506 1.446 1.443
但其中有一组数据是不真实的，李老师给出了该玻璃砖的折射率为n=1.521，arcsin(
1
1.521
)=0.717（弧度）=41.081°．根据老师给出的数据可以判断，小明同学记录的数据中，不真实的是第
5
5
组．
③赵亮同学在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO交于C点，与OOˊ交于D点，过C、D两点分别向NNˊ作垂线，交NNˊ于Cˊ、Dˊ，所以折射率n=
CC′
DD′
CC′
DD′
．（用图示中的线段表示）
（2）在“测定金属的电阻率”的实验中，提供的器材除螺旋测微器、米尺、开关和若干导线外，还有：
待测粗细均匀的金属丝Rx （阻值约为10Ω）
直流电流表：A1（量程100mA，内阻为2Ω）
A2（量程400mA，内阻约为0.3Ω）
直流电压表：V1（量程4V，内阻约为3kΩ）
V2（量程15V，内阻约为12kΩ）
滑动变阻器：R （阻值范围0～10Ω）
电源：E （电动势为3V，内阻约为0.04Ω）
①实验时，用螺旋测微器在金属丝三个不同的位置测直径，某次测量的情况如图所示，其读数为
0.900
0.900
mm．
②某同学选择如图（甲）所示的电路图测该金属丝的电阻，为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表
A2
A2
，电压表
V1
V1
．（填器材的符号）
③选择了正确的器材后，请你根据电路图（甲），用笔画线代替导线，在实物图（乙）上连线．
④若电压表、电流表读数用U、I表示，导线的长度为L，直径为d，用上述测得的物理量计算金属丝的电阻率的表示式为ρ=
πUd2
4IL
πUd2
4IL
．
“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，某同学发现实验室除提供了一个额定电压为2.5V的小灯泡外，还提供了下列实验器材．
A．直流电源（3V，内阻不计）；               B．电流表（0～3A，内阻约0.03Ω）；
C．电流表（0～0.6A，内阻约0.13Ω）；        D．电压表（0～3V，内阻约3kΩ）；
E．电压表（0～15V，内阻约15kΩ）；          F．滑动变阻器（0～20Ω，额定电流2A）；
G．滑动变阻器（0～1000Ω，额定电流0.5A）    H．开关、导线等；
①为减小测量误差，电压表应选用
D
D
，滑动变阻器应选用
F
F
．（选填代号）
②该同学选择安培表外接，且要求小灯泡两端电压变化范围尽量大些．请图甲线框中画出正确的实验电路图．

③闭合开关，逐次改变滑动变阻器滑片的位置，在下表中记录与之对应的电流表的示数I、电压表的示数U．其中某组电流表、电压表的示数如图乙所示．
请把图（乙）中电流表、电压表示数填入答题卷的相应位置上．
I/A 0 0.10 0.16 0.18 0.20 0.19 0.23 0.25 0.27 0.28 0.30
U/V 0 0.10 0.40 0.60 1.00 1.20 1.40 1.80 2.00 2.20 2.50
④处理实验数据时，绘制了如图（丙）所示的I-U坐标图，请在答题卷中将表中的数据及你的读数绘制出小灯泡的I-U图线．
（2010?南京模拟）某同学在做“探究加速度a与力F、质量m的关系”实验时，使用了如图（a）所示的实验装置简图．实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶的总重力，小车运动加速度a可用纸带上打出的点求得．

（1）图（b）为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为
3.2
3.2
m/s2．（保留两位有效数字）
（2）在“探究加速度a与质量m的关系”时，保持砂和小桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m的相关数据如下表：
次   数 1 2 3 4 5 6 7
小车加速度a/m?s-2 1.72 1.48 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30
小车质量m/kg 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67
质量倒数
1
m
/kg-1		 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60
根据上表数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在图（c）方格坐标纸中选择恰当变量建立坐标系，并作出相应的图线．根据所作出的图线，可以得出的结论是
在误差允许的范围内，保持外力不变，物体的加速度与质量
在误差允许的范围内，保持外力不变，物体的加速度与质量

成反比
成反比
．
（3）在“探究加速度a与力F的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中砂的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与力F图线如图（d）所示，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因是
实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分
实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分
．
实验室有如下器材：
仪器 数量和规格
定值电阻R0 一只：阻值为25Ω左右
滑动变阻器R1 一只：总阻值40Ω
小量程电流表A 相同两块：量程100mA，内阻未知
电压表V 相同两块：量程3V，内阻未知
直流电源 一个：电动势约为4V，内阻约为5Ω
开关 一个：单刀单掷
导线 若干
（1）为了测量定值电阻的阻值及两表的内阻，某同学设计了如图（甲）所示的电路．在某次测量中电压V1、V2的示数分别为1.20V、1.45V；电流表A1、A2的示数为48.0mA、50.0mA，则定值电阻的阻值R0=
 
Ω；电流表的内阻RA=
 
Ω；电压表的内阻RV=
 
Ω．
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（2）为了进一步较精确测定电源的电动势和内阻，从电表中选出一块电压表和一块电流表，结合其它器材，测出多组U和I的值，作出U-I图线，再由图线测出电源的电动势和内阻．请设计出电路图，画在图乙中的方框内．
（Ⅰ）小明同学在学完力的合成与分解后，想在家里做实验验证力的平行四边形定则．他从学校的实验室里借来两只弹簧测力计，按如下步骤进行实验．
A．在墙上贴一张白纸用来记录弹簧弹力的大小和方向．
B．在一只弹簧测力计的下端悬挂一装满水的水杯，记下静止时弹簧测力计的读数F．
C．将一根大约30cm长的细线从杯带中穿过，再将细线两端拴在两只弹簧测力计的挂钩上．在靠近白纸处用手对称地拉开细线，使两只弹簧测力计的读数相等，在白纸上记下细线的方向和弹簧测力计的读数，如图甲所示．
D．在白纸上按一定标度作出两个弹簧测力计的弹力的图示，如图乙所示，根据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力F′．

（1）在步骤C中，弹簧测力计的读数为
3.00
3.00
N．
（2）在步骤D中，合力F′=
5.2
5.2
N．  
（3）若
F′近似在竖直方向，且数值与F近似相等
F′近似在竖直方向，且数值与F近似相等
，就可以验证力的平行四边形定则．
（Ⅱ）发光晶体二极管是用电器上做指示灯用的一种电子元件．它的电路符号如图（甲）所示，正常使用时，带“+”号的一端接高电势，“-”的一端接低电势．某同学用实验方法测得它的两端的电压U和通过它的电流I的关系数据如表所示．
U/V 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.6 2.8 3.0
I/mA 0 0.9 2.3 4.3 6.8 12.0 19.0 24.0 30.0 37.0
①在图（乙）中的虚线框内画出该同学的实验电路图．（实验用仪器：电压表：内阻RV约为10kΩ，电流表mA：内阻RmA约为100Ω，直流电源，滑动变阻器，开关，导线若干．）
②在图（丙）中的小方格纸上用描点法画出二极管的伏安特性曲线．
③若发光二极管的最佳工作电压为2.5V，而电源是由内阻不计、电动势为3V的供电系统提供的．请根据所画出的伏安特性曲线上的信息，分析应该串联一个阻值
25
25
Ω电阻再与电源接成闭合电路，才能使二极管工作在最佳状态．（结果保留二位有效数字）

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