考点09 实验：探究两个互成角度的力的合成规律-备战2024年高考物理一轮复习考点帮（全国通用）

考点09 实验：探究两个互成角度的力的合成规律 （核心考点精讲精练） 1. 5年真题考点分布 实验：探究两个互成角度的力的合成规律 2022·全国乙卷·T22 2022·浙江6月选考·T17(2) 2. 命题规律及备考策略 【命题规律】近几年高考主要考查：实验原理及数据处理 【备考策略】 1.掌握实验原理、器材、步骤及注意事项. 2.理解教材基本实验的数据处理方法，并会进行误差分析. 【命题预测】 理解创新和拓展实验原理并会处理数据，进行误差分析． 1．实验原理 如图所示，分别用一个力F、互成角度的两个力F1、F2，使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点O，即伸长量相同，根据合力的定义，F为F1和F2的合力，作出力F及F1、F2的图示，分析F、F1和F2的关系． 2．实验器材 方木板，白纸，弹簧测力计(两个)，橡皮条，小圆环，细绳套(两个)，三角板，刻度尺，图钉(若干)，铅笔． 3．实验步骤 (1)装置安装：在方木板上用图钉固定一张白纸，如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的原长为GE. (2)两力拉：如图乙，在小圆环上系上两个细绳套，用手通过两个弹簧测力计互成角度地共同拉动小圆环，小圆环处于O点，橡皮条伸长的长度为EO.用铅笔描下O点位置、细绳套的方向，并记录两弹簧测力计的示数F1、F2. (3)一力拉：如图丙，改用一个弹簧测力计单独拉住小圆环，仍使它处于O点，记下细绳套的方向和弹簧测力计的示数F. (4)重复实验：改变拉力F1和F2的大小和方向，重复做几次实验． 4．数据处理 (1)用铅笔和刻度尺从点O沿两细绳套的方向画直线，按选定的标度作出F1、F2和F的图示． (2)以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线代表的力记为F′，如图丁． (3)分析多次实验得到的多组数据，比较F与F′在误差允许的范围内是否完全重合，从而总结出两个互成角度的力的合成规律：平行四边形定则． 5．注意事项 (1)弹簧相同：使用弹簧测力计前，要先观察指针是否指在零刻度处，若指针不在零刻度处，要设法调整指针，使它指在零刻度处，再将两个弹簧测力计的挂钩钩在一起，向相反方向拉，两个测力计的示数相同方可使用． (2)位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时小圆环的位置一定要相同． (3)角度合适：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°～120°之间为宜． (4)尽量减少误差：在合力不超出弹簧测力计的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． (5)统一标度：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． 考向1 教材原型实验 （2023·全国·统考高考真题）在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有：木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下列实验步骤： ①用图钉将白纸固定在水平木板上。 ②将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力和的大小，并 。（多选，填正确答案标号） A．用刻度尺量出橡皮条的长度 B．用刻度尺量出两细线的长度 C．用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置 D．用铅笔在白纸上标记出两细线的方向 ③撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到 ，由测力计的示数得到拉力的大小，沿细线标记此时的方向。 ④选择合适标度，由步骤②的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作和的合成图，得出合力的大小和方向；按同一标度在白纸上画出力的图示。 ⑤比较和的 ，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。 （2023·新疆·统考三模）如图所示，某同学设计的“探究互成角度的力的合成规律”实验装置，实验步骤如下： ①用图钉把一张白纸钉在木板上； ②用弹簧测力计测出重物M所受的重力； ③将木板竖直放置，三个细线套一端共系于一个结点，另一端分别系于轻质弹簧测力计A、B和重物M上，A挂于固定点P，手持B拉动细线，使结点静止于O点； ④分别记录O点位置，两个弹簧测力计的示数和方向； ⑤改变手持方向，使结点仍静止于O点，重复步骤④。 请回答下列问题： （1）某次实验中弹簧测力计A的指针位置如图甲所示，其读数为 N； （2）图乙中的F与两个力中，方向和细线方向相同的是 （选填“F”或“”）； （3）要使弹簧测力计B的示数最小，细绳的方向应为 。 A．竖直方向     B．水平方向     C．垂直于的方向