(6分)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有…——2017 高考物理第 9 题答案解析

2017_新课标III卷

2017 全国 第 9 题 解答题 区分题
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9.(6分)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为 y轴,最小刻度表示 1mm)的纸贴在桌面上,如图(a)所示。将橡皮筋的一端Q固定在 y轴上的B点(位于图示部分除外),另一端 P位于y轴上的 A点时,橡皮筋处于原长。

(1)用一只测力计将橡皮筋的 P 端沿 y 轴从 A 点拉至坐标原点 O,此时拉力 F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图(b)所示,F 的大小为 $\underline { { 4 . 0 ~ } } { \mathsf { N } } .$

(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋 P 端回到 A 点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P 端拉至O点,此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为 $\mathsf { F } _ { 1 } { = } 4 . 2 \mathsf { N }$ 和 $F _ { 2 } = 5 . 6 N$

(i)用 5mm 长度的线段表示 1N 的力,以 O 点为作用点,在图(a)中画出力$\mathsf { F } _ { 1 } , ~ \mathsf { F } _ { 2 }$ 的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力 $\textsf { F } _ { \widehat { \Pi } }$ ;

(ii) $\textsf { F } _ { \widehat { \Pi } }$ 的大小为 $\underline { { 4 . 0 \_ } } \mathsf { N } , \mathsf { F } _ { \mathrm { ~ a ~ } }$ 与拉力F的夹角的正切值为 0.05 。

若 $\textsf { F } _ { \widehat { \Pi } }$ 与拉力 F 的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平行四边形定则。


图(a)


图(b)

参考答案

(1) 4.0; (2) 4.0,0.05

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