【題目】某探究小組做驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn),將畫(huà)有坐標(biāo)軸(橫軸為x軸,縱軸為y軸,最小刻度表示1mm)的紙貼在桌面上,如圖(a)所示.將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(diǎn)(位于圖示部分除外),另一端P位于y軸上的A點(diǎn)時(shí),橡皮筋處于原長(zhǎng).

(1)用一只測(cè)力計(jì)將橡皮筋的P端沿y軸從A點(diǎn)拉至坐標(biāo)原點(diǎn)O,此時(shí)拉力F的大小可由測(cè)力計(jì)讀出.測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖(b)所示,F的大小為_______N.

(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A點(diǎn);現(xiàn)使用兩個(gè)測(cè)力計(jì)同時(shí)拉橡皮筋,再次將P端拉至O點(diǎn),此時(shí)觀察到兩個(gè)拉力分別沿圖(a)中兩條虛線所示的方向,由測(cè)力計(jì)的示數(shù)讀出兩個(gè)拉力的大小分別為F1=4.2NF2=5.6N.

(i)用5mm長(zhǎng)度的線段表示1N的力,以O點(diǎn)為作用點(diǎn),在圖(a)中畫(huà)出力F1、F2的圖示,然后按平行四邊形定則畫(huà)出它們的合力F;

(ii)F的大小為______N,F(xiàn)與拉力F的夾角的正切值為______

F與拉力F的大小及方向的偏差均在實(shí)驗(yàn)所允許的誤差范圍之內(nèi),則該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了力的平行四邊形定則.

【答案】 4.0 4.0 0.05

【解析】(1)由圖可知,F的大小為4.0 N。

(2)作力F1F2的圖示,作出合力FF長(zhǎng)為20 mm,所以F大小為4.0 N,F與拉力F的夾角的正切值為0.05。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A. OA段運(yùn)動(dòng)最快

B. AB段靜止

C. CD段表示的運(yùn)動(dòng)方向與初始運(yùn)動(dòng)方向相反

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拉力F/N

5

10

15

20

25

伸長(zhǎng)量x/cm

1.6

3.2

4.7

6.4

8.0

(1)在國(guó)際單位制中,楊氏模量Y的單位應(yīng)該是________。

A.N B.m C.N/m D.Pa

(2)請(qǐng)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)做出F–x圖象。由圖象求得該橡皮筋的勁度系數(shù)為_(kāi)______N/m(保留兩位有效數(shù)字)。

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( )

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P1

P2

P3

P4

P5

P6

x0(cm)

2.04

4.06

6.06

8.05

10.03

12.01

x(cm)

2.64

5.26

7.81

10.30

12.93

15.41

n

10

20

30

40

50

60

k(N/m)

163

56.0

43.6

33.8

28.8

1/k(m/N)

0.006 1

0.017 9

0.022 9

0.029 6

0.034 7

(1)將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整: , 。

(2)以n為橫坐標(biāo),1/k為縱坐標(biāo),在圖(b)給出的坐標(biāo)紙上畫(huà)出1/kn。

(3)圖(b)中畫(huà)出的直線可以近似認(rèn)為通過(guò)原點(diǎn);若從實(shí)驗(yàn)中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧,該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關(guān)系的表達(dá)式為k= N/m;該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長(zhǎng)度l0(單位為m)的表達(dá)式為k= N/m。

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