题目内容

11．某实验小组做“探究求合力的方法”实验，实验室提供的器材有：三根相同的弹簧、一块木板、细绳套、刻度尺、白纸和钉子若干．试根据他们的实验步骤按照要求完成有关问题：
（1）如图甲1、2所示，他们先把弹簧静放在水平面上，然后记录弹簧两端的位置A、B，再用刻度尺测出A、B间的距离为L0，读出L08.10cm．
（2）接着他们利用三根弹簧做“探究求合力的方法”实验．将一根弹簧（记作Ⅰ）一端固定在钉子上，另一端套上细绳套，用另外两个弹簧（记作Ⅱ、Ⅲ）互成角度拉，如图乙所示，待稳定后，在白纸上分别记录三根弹簧两端的位置、细绳套结点O及细绳套方向上的M、N、P，如图丙所示．
若测得三个弹簧伸长后的长度分别是LⅠ=16.20cm，LⅡ=18.15cm，LⅢ=16.69cm，则：
①因弹簧劲度系数未知，你应该用哪个物理量的大小代替弹力F的大小画力的图示？答：L-L0；
②试在答题纸上图丙中作出弹簧Ⅱ、Ⅲ的弹力F2、F3的图示；你选用的标度是每2mm表示弹簧伸长1cm时产生的弹力；
③根据平衡条件，弹簧Ⅱ与Ⅲ的合力应该与弹簧Ⅰ的弹力大小相等，方向相反．请在答题纸上图丙中用力的图示表示该合力F；
④分别连接F2、F3与F的末端，观察合成遵循的规律．
（3）改变弹簧Ⅱ、Ⅲ之间的夹角，重复操作，进一步探究合成遵循的规律．

分析 （1）根据刻度尺的读数方法进行读数，注意应估读；
（2）①根据胡克定律进行分析，明确如何不用弹力来描述平行四边形；
②根据作图要求选择合适的标度；
③根据作图方法及选择的标度作出对应的平行四边形．

解答 解：（1）由刻度尺的读数方法可知，长度为8.10cm；
（2）①虽然弹力无法求出，但弹力大小与弹簧的形变量有关；故可以用L-L0来表示弹力的大小；
②标度可以任意选取，但要注意让线段大小合适，故本题中选用2mm来表示弹簧伸1cm时的弹力；
③根据选择的标度作出平行四边形如图所示；
故答案为：（1）8.10；（2）①L-L0②2mm来表示弹簧伸1cm时的弹力③如图所示

点评 在“验证力的平行四边形定则”实验中，我们要知道分力和合力的效果是等同的，同时在具体实验中要注意灵活变通，根据题意确定可以替代的方法．

练习册系列答案
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1．如图所示，空间分布着方向平行于纸面且与场区边界垂直的有界匀强电场，电场强度为E；场区宽度为L，在紧靠电场右侧的圆形区域内，分布着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B未知，圆形磁场区域半径为r，一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从A点由静止释放后，在M点离开电场，并沿半径方向射入磁场区域，然后从N点射出，O为圆心，∠MON=120°，粒子重力可忽略不计．求：
（1）粒子在电场中加速的时间；
（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小．
2．在真空中有一正方体玻璃砖，其截面如图所示，已知它的边长为d，玻璃砖的折射率n=$\frac{\sqrt{6}}{2}$，在AB面上方有一单色点光源S，从S发出的光线SP以60°入射角从AB面中点射入，从侧面AD射出，若光从光源S到AB面上P点的传播时间和它在玻璃砖中传播的时间相等．求点光源S到P点的距离．
19．如图xoy平面为光滑水平面，现有一长为d宽为L的线框MNPQ在外力F作用下，沿正x轴方向以速度v做匀速直线运动，空间存在竖直方向的磁场，磁感应强度B=B0cos$\frac{π}{d}$x（式中B0为已知量），规定竖直向下方向为磁感应强度正方向，线框电阻为R，t=0时刻MN边恰好在y轴处，则下列说法正确的是（　　）
A．外力F为恒力
B．t=0时，外力大小F=$\frac{\sqrt{4{{B}_{0}}^{2}{L}^{2}v}}{R}$
C．通过线圈的瞬时电流I=$\frac{2{B}_{0}Lvcos\frac{πvt}{d}}{R}$
D．经过t=$\frac{d}{v}$，线圈中产生的电热Q=$\frac{2{{B}_{0}}^{2}{L}^{2}vd}{R}$
6．如图1所示，将一小物块从斜面顶端由静止释放，小物块经过A点后到达底端B点，小明测出了AB之间的距离和小物块经过AB所用的时间，改变A的位置，测出多组AB间距及经过AB所用的时间t，小明作出了AB段平均速度$\overline{v}$与经过时间t的图象，下列说法正确的是（　　）
A．由图象可求出小物块到达B点的速度
B．由图象可知小物块做匀减速直线运动
C．图线和t轴所围的面积等于斜面的长度
D．有图象可知小物块运动的加速度大小等于$\frac{v}{2{t}_{0}}$
16．下列说法正确的是（　　）
A．在美国，可以利用激光进行室内照明
B．用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，例如电场强度E=$\frac{F}{q}$，电容C=$\frac{Q}{U}$，加速度a=$\frac{F}{m}$都是采用比值法定义的
C．伽利略认为，自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体运动的运动规律，这采用了实验探究和逻辑推理向结合的方法
D．狭义相对论认为，在不同的惯性系中测量光在真空中的速率，其数值会不同
3．小聪家装修新房，他爸爸购买了一捆标称长度为100m的“黑马牌”BV2.5型的铜导线（BV是国家标准代号，BV2.5，代表单芯铜质护套线，横截面积为2.5mm2）．他想拿到学校实验室测量其电阻率，从而判断内芯材质是否符合标准．他从网上查阅资料得知，铜导线含杂质（导电性能一般比铜差）越多、退火程度越差、保存状态不好（如铜线氧化等），电阻率越大．同时查得20℃时这种铜的电阻率为1.75×10-8Ω•m，再利用图甲所示的电路测出铜导线的电阻R0，从而确定铜导线的实际电阻率（已知实验室当时的温度为20℃）．
可供使用的器材有：
电流表：量程0.6A，内阻约0.2Ω；
电压表：量程为3V，内阻约9kΩ；
滑动变阻器R1：最大阻值3Ω；
滑动变阻器R2：最大阻值20Ω；
定值电阻：R0=3Ω；
电源：电动势6V，内阻不计；开关、导线若干．

回答下列问题：
（1）实验中滑动变阻器应选R2（填“R1”或“R2”），闭合开关S前应将滑片移至a端（填“a”或“b”）；
（2）在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接；
（3）调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50A时，电压表的示数如图乙所示，读数为1.90V；
（4）导线实际电阻率为2.00×10-8Ω•m（保留3位有效数字）．
20．下列说法中正确的（　　）
A．康普顿效应说明光具粒子性，光子具有动量
B．光的偏振现象说明光是一种横波
C．在光的双链干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽
D．麦克斯韦预言电磁波存在，后来由他又用实验证实电磁波的存在
1．在演示光电效应的实验中，把某种金同板连在验电器上．第一次，用弧光灯直接照射金属板，验电器的指针就张开一个角度．第二次，在弧光灯和金属板之间，插入一块普通的玻璃板，再用弧光灯照射，验电器指针不张开．由此可以判定，使金属板产生光电效应的是弧光中的（　　）
A．可见光成份B．紫外光成份C．红外光成份D．无线电波成份

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