2022届高考物理一轮复习实验抢分专练(三) 探究两个互成角度的力的合成规律(含解析)

实验抢分专练(三)　探究两个互成角度的力的合成规律 1. (2021·大庆模拟)在做“验证力的平行四边形定则”实验时： (1)除已有的器材(方木板、白纸、弹簧测力计、细绳套、图钉和铅笔)外，还必须有__________和__________。 (2)要使每次合力与分力产生相同的效果，必须__________。 A．每次将橡皮条拉到同样的位置 B．每次把橡皮条拉直 C．每次准确读出弹簧测力计的示数 D．每次记准细绳的方向 (3)下面的措施中，有利于减小误差，提高实验的精度的是__________。 A．橡皮条弹性要好，拉力要适当大些 B．两个分力F1、F2间的夹角要尽量大些 C．拉橡皮条时，橡皮条细绳和弹簧测力计应平行贴近木板 D．拉橡皮条的细绳要细且长，描出细绳拉力方向时，要在细绳正下方，稍远的距离描点 (4)在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学的实验结果如图所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳结点的位置。图中______是力F1与F2的合力的理论值；__________是力F1与F2的合力的实验值。 2．用“一把量程为5 N的弹簧测力计，一个质量未知的重物，一条橡皮筋，平整木板一块，图钉若干枚，刻度尺、细线、白纸和笔”验证力的平行四边形定则。请根据某同学的实验操作过程，完成相关实验内容。 (a)挂在弹簧测力计上的重物静止时，测力计示数如图甲所示。 (b)把纸平铺在木板上并固定，橡皮筋的一端固定在木板上端A点，另一端用细线打上结(方便挂重物和弹簧测力计拉动)。 (c)如图乙所示，将木板竖直放置，挂上重物拉伸橡皮筋的结点到某一位置O，记下该位置和挂重物细线的方向。 (d)移动重物位置，使橡皮筋拉伸方向偏离竖直位置，在适当的位置钉上一枚图钉(如图丙所示中B点)，让挂重物的细线搭在图钉上，使橡皮筋的拉伸方向固定下来。 (e)如图丁所示，用弹簧测力计把橡皮筋结点拉到O点，记下此时弹簧测力计的示数和方向(设与竖直方向夹角为α)、O点与B点的连线(设与竖直方向夹角为β)。 (f)根据力的图示标示各力的大小；根据力的合成用作图方法求出分力的合力，将该力与橡皮筋只受一个力作用时进行比较。力的平行四边形定则得到验证。 (1)重物的重力大小为__________N。 (2)如图丁所示，当β＝60°时，α＝__________；此时弹簧测力计指示的示数为__________N。 3．如图所示的实验装置可以用来验证力的平行四边形定则，带有滑轮的方木板竖直放置，为了便于调节绳子拉力的方向，滑轮可以安放在木板上的多个位置： (1)请把下面的实验步骤补充完整： ①三段绳子各自悬挂一定数目的等质量钩码，调整滑轮在木板上的位置，使得系统静止不动； ②把一张画有等间距同心圆的厚纸，紧贴木板放置在绳子与木板之间，使得圆心位于绳子结点O处，有足够多等间距同心圆作为画图助手，这样做为的是方便作出力的图示。你认为本实验有必要测量钩码所受的重力大小吗？答________(选填“有”或“没有”，不必说明理由)； ③记录三段绳子悬挂的钩码个数以及三段绳子的方向； ④根据记录的数据，作出三段绳子上的拉力FA、FB、FC的图示； ⑤以表示FA、FB的线段为邻边，画出平行四边形，如果平行四边形的对角线所表示的力与FC近似__________，则在实验误差允许的范围内验证了力的平行四边形定则。 (2)在图中A、B、C三段绳子上分别悬挂了4、5、6个钩码而静止不动，图中OA、OB两段绳子与竖直方向的夹角分别为α、β，如果本实验是成功的，那么应接近于__________。 【加固训练】 某学生实验小组设计了一个“验证力的平行四边形定则”的实验，装置如图甲所示，在竖直放置的木板上部附近两侧，固定两个力传感器，同一高度放置两个可以移动的定滑轮，两根细绳跨过定滑轮分别与两力传感器连接，在两细绳连接的结点O下方悬挂钩码，力传感器1、2的示数分别为F1、F2，调节两个定滑轮的位置可以改变两细绳间的夹角。实验中使用若干相同的钩码，每个钩码质量均为100 g，取g＝9.8 m/s2。 (1)关于实验，下列说法正确的是________。 A．实验开始前，需要调节木板使其位于竖直平面内 B．每次实验都必须保证结点位于O点 C．实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向 D．实验时还需要用一个力传感器单独测量悬挂于O点钩码的总重力 (2)根据某次实验得到的数据，该同学已经按照力的图示的要求画出了F1、F2，如图乙所示，请你作图得到F1、F2的合力F(只作图，不求大小)，并写出该合力不完全竖直的一种可能原因____________________。 答案解析 1. (2021·大庆模拟)在做“验证力的平行四边形定则”实验时： (1)除已有的器材(方木板、白纸、弹簧测力计、细绳套