专题14探究两个互成角度的力的合成规律-2023届高三物理一轮复习重难点逐个突破

专题14 探究两个互成角度的力的合成规律 1.实验原理 互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F′产生相同的效果，看F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F′在实验误差允许范围内是否相同． 2.实验器材 木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、细绳套(两个)、小圆环、三角板、刻度尺、图钉(若干个)。 3．实验步骤及数据处理 (1)如图甲所示,用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上． (2)用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.如图甲所示． (3)用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F. (4)只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧测力计的读数F′和细绳的方向，如图乙所示． (5)比较F′与用平行四边形定则求得的合力F，看它们在实验误差允许的范围内是否相同，从而验证平行四边形定则． 4.误差分析 系统误差:弹簧测力计本身不够准确造成的误差,为此要选择比较准确的弹簧测力计。 偶然误差:弹簧测力计读数和作图造成偶然误差,所以实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度盘，要按有效数字位数要求和弹簧测力计的精度正确读数和记录,需要多做几次实验． 5.注意事项 (1)在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同，但是不同次实验可以选取不同的O点． (2)用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60°～100°之间为宜． (3)在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些．细绳套应适当长一些，便于确定力的方向． (4)在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些，进行不同次实验及不同小组可以取不同标度。 1．（2022·宁夏六盘山高级中学模拟预测）甲同学尝试用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计a挂于固定点，下端用细线挂一重物Q，弹簧测力计b的一端用细线系于点，手持另一端向左拉，使结点静止在某位置。分别读出弹簧测力计a和b的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录点的位置和拉线的方向。 （1）图中弹簧测力计a的示数为___________ N。 （2）下列不必要的实验要求是___________ 请填写选项前对应的字母。 A．弹簧测力计应在使用前校零 B．拉线方向应与木板平面平行 C．改变拉力，进行多次实验，每次都要使点静止在同一位置 （3）乙同学换用两个弹簧测力计拉橡皮筋到点，两弹簧测力计读数分别为和，用一个弹簧测力计拉橡皮筋到点时读数为，通过作图法验证平行四边形定则时，图中符合实际情况的是_____ 。 2．（2022·四川·树德中学模拟预测）“探究两个互成角度的力的合成规律”实验如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB与OC为细绳。图乙显示的是在白纸上根据实验结果画出的图。 （1）图乙中一定沿着AO方向的是______（选填F或F′） （2）本实验采用的科学方法是_______； A．理想实验法　　B．等效替代法 C．控制变量法　　D．物理模型法 （3）下列说法中正确的是_______； A．两个分力的值稍大一些较好，便于减小作图误差 B．两个分力的夹角越大越好，同时在实验中应注意弹簧测力计与细线应始终平行纸板但不与纸面接触 C．两分力的夹角应取90°，便于之后运算中采用勾股定理以验证平行四边形定则 D．在同一实验中，两次实验操作O点的位置不能变动 （4）在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，能否验证力的平行四边形法则？答______（选填“能”、“不能”） （1） 3．（2022·湖南·模拟预测）在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，桌上放一块方木板，用图钉把一张白纸钉在方木板上。再用图钉把橡皮条一端固定在板上的A点。在橡皮条另一端拴上两条细绳形成结点，细绳的另一端系着绳套。先用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条；再用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条。 （1）下列哪些方案可以选出适合完成实验的弹簧测力计_______； A．两弹簧测力计置于水平桌面对拉时弹簧测力计读数相等 B．两弹簧测力计竖直悬挂在铁架台上对拉时弹簧测力计读数相等 C．用两个弹簧测力计测量同一物体的重力时读数相等但略小于物体实际重力 D．用两个弹簧测力计测量同一物体的重力时读数相等且等于物体实际重力 （2）在某次测量时弹簧测力计的示数如图所示，则此时弹簧测力计的拉力为________N，实验中必须要做的标记或者记录的信息有___________； A．拉伸后橡皮条的长度 B．拉伸后结点的位置 C．力F的大小和方向 D．力F1、F2