知识点10：探究两个互成角度的力的合成规律提高版-2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习

知识点10：探究两个互成角度的力的合成规律 考点一：教材原型实验 【知识思维方法技巧】 【典例1提高题】在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中． （1）下列实验器材需要用到的是________． （2）下列操作有利于减小实验误差的是________． A．两个分力的夹角尽量大于150° B．拉橡皮条时，拉力越大越好 C．拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板 D．确定拉力方向时，在细绳正下方描出的两个点要适当远些 （3）某次实验时两个分力大小分别为2.00 N和1.50 N，夹角小于90°，若实验操作无误，其合力的读数为如图所示中的一个，则正确的读数为________ N. 【典例1提高题对应练习】某学生学习小组在课外做“验证力的平行四边形定则”的实验． （1）该实验需要用到如图甲所示的弹簧测力计，并用对拉的方法来选择两个弹簧测力计．有两种选择方案，方案一：两弹簧测力计竖直悬挂在铁架台上对拉，方案二：两弹簧测力计置于尽量光滑的水平桌面对拉，下列说法正确的是________． A．弹簧测力计使用前必须进行调零 B．对拉的两个弹簧测力计的量程需一致 C．若方案一的两弹簧测力计读数相等，则可正常使用 D．若方案二的两弹簧测力计读数相等，则可正常使用 （2）该学习小组使用的弹簧测力计量程为5.00 N，将橡皮条一端固定，先用两只弹簧测力计将橡皮条另一端拉到某一位置，标记为O点、紧靠细绳标记A、B两点及记录弹簧测力计读数；然后用一只弹簧测力计将其拉至O点，紧靠细绳标记C点及记录弹簧测力计读数，该小组完成的某次实验数据记录在图乙中． ①为“验证力的平行四边形定则”，请按实验要求在图乙中完成作图； ②结合图乙，分析实验过程与结果，请至少给出一个方案以减少该实验的实验误差：________________________________________________________________________. 考点二：实验器材的改进 【知识思维方法技巧】 （1）合力的改进：橡皮筋伸长到同一位置→钩码(重物)的重力不变 （2）分力的改进：弹簧测力计示数→ （3）力的大小创新：弹簧测力计的示数→橡皮筋长度的变化 题型一：应用钩码的重力进行探究 【典例1提高题】有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3，回答下列问题： （1）改变钩码个数，实验能完成的是____________(填正确答案标号). A．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4 B．钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4 C．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4 D．钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5 （2）在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是____________(填选项前字母). A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向 B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度 C．用量角器量出三段绳子之间的夹角 D．用天平测出钩码的质量 （3）在作图时，你认为图示中____________(填“甲”或“乙”)是正确的. 【典例1提高题对应练习】用如下的器材和方法可验证力的平行四边形定则．如图所示，在圆形桌子透明桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮，其中滑轮P1固定在桌子边，滑轮P2、P3可沿桌边移动，三根轻绳的水平部分与桌面平行．第一次实验中，步骤如下： A．在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，并使结点O静止 B．在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向，以O点为起点，作出三拉力的图示 C．以绕过P2、P3绳的两个力为邻边作平行四边形，作出以O点为起点的平行四边形的对角线，量出对角线的长度 D．检验对角线的长度和绕过P1绳拉力的图示的长度是否一样，方向是否在一条直线上 (1)这次实验中，若一根绳下挂的钩码质量为m，另一根绳下挂的钩码质量为2m，则第三根绳挂的钩码质量一定大于________且小于________． (2)第二次实验时，改变滑轮P2、P3的位置和相应绳上钩码的数量，使结点平衡，绳的结点________(选填“必须”或“不必”)与第一次实验中白纸上描下的O点重合．实验中，若桌面不水平________(选填“会”或“不会”)影响实验的结论． 题型二：应用橡皮筋进行探究 【典例2提高题】某实验小组用一只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”，设计的实验装置如图所示。固定在竖直木板上的量角器直边水平，橡皮筋一端固定在量角器圆心O的正上方A点，另一端系绳套1和绳套2。 （1）实验步骤如下： ①弹簧测力计挂在绳