第二章 实验3 探究两个互成角度的力的合成规律-【直击双1流】2024高考物理一轮复习讲义训练题组

实验 3　 探究两个互成角度的力的合成规律 A 组 课时专练 1. (2022·湖北省襄阳市第五中学期中) 某同学利用如图甲所示 的装置验证力的平行四边形定则。 在竖直木板上铺上白纸,并 固定两个光滑的滑轮 A 和 B,将三根轻绳打一个结点 O,然后让 其中的两根分别跨过 A、B 两个滑轮,在三根轻绳的另一端分别 挂上不同数量的钩码(每个钩码的质量均相等),当系统达到平 衡时,根据钩码个数读出三根轻绳的拉力 F1 、F2 和 F3 的大小。 请回答下列问题: (1) 除了读出轻绳拉力的大小外, 还必须要完成的操作 是 。 A. 用天平测出钩码的质量 B. 用量角器量出三段轻绳之间的夹角 C. 量出 OA、OB、OC 三段轻绳的长度 D. 标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段轻绳的方向 (2) 作图时,你认为图 (选填 “乙” 或“丙”) 符合实 验事实。 (3) 改变钩码个数,下列组合能完成实验的是 。 A. 钩码的个数 N1 = N2 = 1,N3 = 3 B. 钩码的个数 N1 = 2,N2 = 4,N3 = 3 C. 钩码的个数 N1 = N2 = N3 = 4 D. 钩码的个数 N1 = 6,N2 = 3,N3 = 1 2. (2022·湖北省武汉市部分重点中学期末联考) 某同学做“探究 两个互成角度的力的合成规律” 的实验,如图甲所示,用两个弹 簧秤(量程均为 5 N) 通过细绳互成角度地拉橡皮筋(橡皮筋下 端为橡皮筋与细绳的结点),使橡皮筋的下端伸长到 O 点,OB 和 OC 为细绳。 橡皮筋及弹簧秤均在弹性限度内。 图乙是在白 纸上根据实验结果画出的图。 (1) 如果没有操作失误,在图乙的 F 与 F′ 两力中,方向一定沿 AO 方向的是 。 (2) 关于这一实验过程,下列操作不正确或设计不能实现的 是 。 A. 拉橡皮筋时,施力方向应沿弹簧秤轴线,橡皮筋、细绳和 弹簧秤应贴近且平行于木板 B. 将结点拉到位置 O 时,拉力 F1 、F2 要适当大些 C. 用两个弹簧秤互成角度拉橡皮筋时,其中一拉力可以大 于只用一个弹簧秤拉橡皮筋的拉力 D. 可以通过操作使两个弹簧秤的读数均为 4 N,且两弹簧 秤拉力的方向相互垂直,然后再用其中一个弹簧秤测量 出它们的合力 (3) 如图丙所示,用 A、B两个弹簧秤把结点拉到某一位置 O,这 时两细绳 OA和 OB的夹角 ∠AOB < 90°。 现改变弹簧秤 A 的拉力方向,使图中 α 角增大,但不改变它的拉力的大小, 要使结点仍被拉到位置 O,需要调整弹簧秤 B 的拉力以及 图中 β 角的大小。 下列调整方法中可行的是 。 丙 A. 增大 β 角,同时增大 B 的拉力 B. 增大 β 角,同时保持 B 的拉力不变 C. 增大 B 的拉力,同时保持 β 角不变 D. 增大 B 的拉力,同时减小 β 角 3. (2022·河北省邢台市第一中学月考) 某实验小组用一个弹簧 测力计和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则,设计了 如图所示的实验装置,固定在竖直木板上的量角器的直边水 平,橡皮筋的一端固定在量角器的圆心O的正上方A处,另一端 系上绳套 1 和绳套 2。 主要实验步骤如下: Ⅰ. 弹簧测力计挂在绳套 1 上竖直向下拉橡皮筋,使橡皮筋与绳 套的结点到达 O 处,记下弹簧测力计的示数 F; Ⅱ. 弹簧测力计挂在绳套 1 上,沿水平方向缓慢控住橡皮筋,同 时用手拉着绳套 2 沿 120° 方向缓慢拉橡皮筋,使橡皮筋与绳套 的结点到达 O 处,记下弹簧测力计的示数 F1 ; Ⅲ. 根据力的平行四边形定则计算绳套 1 的拉力大小F1′ = ①; Ⅳ. 比较 ②,若在误差允许的范围内相同,即可初步验证力的平 行四边形定则; Ⅴ. 只改变绳套 2 的方向,重复上述实验步骤。 回答下列问题: (1) 完成实验步骤:① ;② 。 (2) 每次 都 将 橡 皮 筋 的 结 点 拉 到 同 一 位 置 O 的 目 的 是 。 (3) 将绳套 1 由 0° 方向缓慢转动到 60° 方向,同时将绳套 2 由 120° 方向缓慢转动到 180° 方向,此过程中保持橡皮筋与绳 套的结点在 O 处不动,保持绳套 1 和绳套 2 的夹角 120° 不 变。 关于绳套 1 的拉力大小的变化, 下列结论正确的 是 。 A. 逐渐增大 B. 先增大后减小 C. 逐渐减小 D. 先减小后增大 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋