题目内容

【题目】某同学在做“验证力的平行四边形定则”的实验中,主要实验步骤如下:

A.在桌面上放一块木板,在木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在木板上

B.用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端打成绳套

C.用两个弹簧秤分别勾住绳套,平行于木板且互成角度地拉橡皮条,把橡皮条的结点拉到某一位置O,记录下O点的位置,读出两个弹簧秤的示数

D.按选好的比例,用铅笔和刻度尺作出两个弹簧秤的拉力和的图示,并用平行四边形定则求出合力F′

E.只用一个弹簧秤,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧秤的示数,记下细绳的方向,按同一比例作出这个力F的图示

F.比较力F′和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论

(1)上述步骤中:

a.有重要遗漏的步骤序号是______ 和______ ;

b.遗漏的内容是______ .

(2)某同学的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳.

(a)图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示,下列说法中正确的是______

A.图乙中的F是力和合力的理论值,F′是力和合力的实际测量值

B.图乙的F′是力和合力的理论值,F是力和合力的实际测量值

C.在实验中,如果将细绳也换成橡皮条,那么对实验结果没有影响

D.在实验中,如果将细绳也换成橡皮条,那么对实验结果有影响

(b)本实验采用的科学方法是______ (填字母代号)

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

(c)在“验证力的平行四边形定则”中,采取下列哪些方法和步骤可减小实验误差______

A.两个分力、间的夹角越大越好

B.两个分力、的大小在橡皮条的弹性限度内要适当大些

C.拉橡皮条的细绳要稍长一些,标记同一细绳方向的两个点要近些

D.实验前先把两个弹簧秤的钩子互相钩住,平放在桌子上,向相反方向拉动,检查读数是否相同

E.测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行.

【答案】C E C中未记下两条细绳的方向,E中未说明把橡皮条的结点拉到位置O BC B BDE

【解析】

本实验的目的是验证力的平行四边形定则,采用的方法是作力的图示法,根据实验目的和原理,分析遗漏的内容;由于实验误差的存在,导致F1与F2合成的理论值(通过平行四边形定则得出的值)与实际值(实际实验的数值)存在差别,只要O点的作用效果相同,是否换成橡皮条不影响实验结果;该实验采用了“等效法”,由于实验误差的存在,导致F1与F2合成的实际值与与理论值存在差别;理解实验步骤和实验目的,了解整个实验过程的具体操作,以及这些具体操作的意义即可判断。

解:(1)本实验为了验证力的平行四边形定则,采用的方法是作力的图示法,作出合力和理论值和实际值,然后进行比较,得出结果。所以实验时,要保证两次拉弹簧时的作用效果相同,则只用一个弹簧秤,通过细绳套拉橡皮条使其结点拉倒位置O点。有重要遗漏的步骤的序号是C和E,遗漏的内容是C中未记下两条细绳的方向,E中未说明把橡皮条的结点拉到位置O;

(2)(a) AB、F1与F2合成的理论值是通过平行四边形定则算出的值,而实际值是单独一个力拉O点的时的值,因此是F1与F2合成的理论值,F是F1与F2合成的实际值,故B正确,A错误;

CD、由于O点的作用效果相同,将两个细绳套换成两根橡皮条,不会影响实验结果,故C正确,D错误;

故选BC;

(b)合力与分力是等效替代的关系,所以本实验采用的等效替代法,故B正确,A、C、D错误;

故选B;

(c)AB、数据处理时:我们需要画出力的大小和方向,所以力要适当大些,夹角也要适当大些,这样可减小测量误差对实验的影响,但不是两个分力、间的夹角越大越好,故B正确,A错误;

C、实验中,拉橡皮条的细绳要稍长一些,标记同一细绳方向的两个点要远些,故C错误;

D、使用弹簧秤前,应先调节零刻度,把两个弹簧秤的钩子互相钩住,平放在桌子上,向相反方向拉动,检查读数是否相同,故D正确;

E、本实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边定则,为了减小实验误差,弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行,否则,作出的是拉力在纸面上的分力,误差较大,故E正确;

故选BDE。

练习册系列答案
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【题目】(1)某同学用图所示的 “碰撞实验装置”研究直径相同的两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

①在实验中小球速度不易测量,可通过仅测量_____解决这一问题。

A.小球做平抛运动的时间

B.小球做平抛运动的水平距离

C.小球做平抛运动的初始高度

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②图中PQ是斜槽,QR为水平槽,R为水平槽末端。利用铅垂线在记录纸上确定R的投影点O。实验时先使A球从斜槽上G处由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹;此后,再把B球放在R处,将A球再从G处由静止释放,与B球碰撞后在记录纸上分别留下A、B两球落点痕迹。由测量可知,碰撞前A球做平抛运动的水平距离为x0;碰撞后,A、B两球做平抛运动的水平距离分别为x1、x2。用天平称量A、B两球的质量分别为mA、mB。若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为____(用题目给出的物理量符号表示)。

(2)在“测定金属的电阻率”的实验中,金属丝的阻值约为5,某同学先用刻度尺测量金属丝的长度l=50.00cm,用螺旋测微器测量金属丝直径时刻度位置如图7所示,再用伏安法测出金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。

①该电阻丝直径的测量值d=___________mm;

②实验中能提供的器材有:

A.电压表V1(量程0~3V,内阻约3k)

B.电压表V2(量程0~15V,内阻约15k)

C.电流表A1(量程0~3A,内阻约0.01)

D.电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.1)

E.滑动变阻器R1(0~20)

F.滑动变阻器R2(0~500)

G.电源E(电动势为3.0V)及开关和导线若干

该同学从以上器材中选择合适的器材连接好电路进行测量,则电压表应选择_______,电流表应选择________,滑动变阻器应选择_______,(选填各器材前的字母)。要求在流过金属丝的电流相同情况下,电源消耗功率最小,并能较准确地测出电阻丝的阻值,实验电路应选用图_________。

③该同学建立U-I坐标系,如图所示,图中已标出了与测量数据对应的五个坐标点,还有一次测量的电压表和电流表示数如图10所示,请根据测量数据将坐标点补全,并描绘出U-I图线。由图线数据可计算出金属丝的电阻为____Ω(保留两位有效数字)。设被测金属丝电阻为R,则该金属材料电阻率的表达式是________________ (用题目给出的物理量符号表示)。

④实验中使用的电流表内阻为RA,电压表内阻为RV,若考虑电流表和电压表内阻的影响,图U-I图像中图线斜率k与该金属材料的电阻率ρ的关系是k=___________(用题目给出的物理量符号表示)。

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