实验特训3 探究两个互成角度的力的合成规律-【抢先一步】2023-2024学年新高考物理一轮新题型综合特训（上海专用）

实验特训3 学生实验探究两个互成角度的力的合成规律（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 实验题 材料一： 1．某学习小组利用如下方案探究两个互成角度的力的合成规律。如图（a）所示，竖直木板上固定有白纸，两个光滑的滑轮a、b固定在木板上同一高度处，三根细线在O点打结，细线1绕过滑轮a悬挂4个钩码，细线2绕过滑轮b悬挂3个钩码，弹簧测力计通过细线3拉结点O。最后在白纸上画出力的图示进行探究，钩码均相同。    （1）实验过程中，下列做法符合要求的是 。 A．测量时，弹簧测力计要与细线3处在同一直线上且与木板平行 B．测量时，弹簧测力计必须竖直向下拉细线3 C．稳定后，应在白纸上记录结点O的位置、三根细线的方向及弹簧测力计的示数 （2）读出弹簧测力计的示数为5.6N，三根细线的方向用在白纸上的投影点标记，如图（b）所示，请选择合适的标度，在图（b）中完成作图 。当弹簧测力计单独悬挂5个相同的钩码时，读数为5.0N。 （3）根据所作的图，得出的结论为 。 【答案】 AC/CA 见解析 在误差允许的范围内，力的合成遵循平行四边形定则 【详解】（1）[1]A．测量时，为了减小误差，弹簧测力计要与细线3处在同一直线上且与木板平行，故A正确； B．本实验探究两个互成角度的力的合成规律，对力的方向没有要求，则测量时，弹簧测力计不需要竖直向下拉细线3，故B错误； C．稳定后，应在白纸上记录结点O的位置、三根细线的方向及弹簧测力计的示数，故C正确。 故选AC。 （2）[2]当弹簧测力计单独悬挂5个相同的钩码时，读数为5.0N，可知每个钩码的重力为，则有 ， 选择合适的标度作图，的等大反向的力即为测量出的、的合力，利用平行四边形定则作出的、的合力的理论值为，如图所示    （3）[3]根据所作的图，比较和，得出的结论为：在误差允许的范围内，力的合成遵循平行四边形定则。 材料二： 2．某同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验时，已有的实验器材有：两个弹簧秤、橡皮条（带两个较长的细绳套）、三角尺、木板、白纸和图钉。 ①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．理想模型法 ②下列几项操作有必要的是 A．两个弹簧测力计的示数必须相等                  B．两个弹簧测力计之间的夹角必须取 C．橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上     D．同一次实验中，结点O的位置不变 ③对减小实验误差有益的做法是 A．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行， B．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大 C．标记同一细绳方向的两点要近一些 ④图中四个力中，不是由弹簧测力计直接测得的是 【答案】 B D A F 【详解】①[1]合力与分力作用效果相同，实验方法为等效替代法，故选B； ②[2]A．两个弹簧测力计的示数适当大些，但不必一定相等，故A错误； B．两个弹簧测力计之间的夹角适当大些，不一定取，故B错误； C．橡皮条对结点的拉力与两细绳套的拉力的合力平衡，而两细绳套的拉力不一定相等，所以橡皮条与两绳套夹角的角平分线不一定在一条直线上，故C错误； D．同一次实验中，为了保证两分力的作用效果不变，结点O的位置不变。故D正确。 故选D； ③[3]A．为了减小实验中摩擦造成的误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故A正确； B．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应适当大些，不能太大，也不能太小，故B错误； C．为了更加准确记录力的方向，标记同一细绳方向的两点要远一些，故C错误。 故选A； ④[4]用平行四边形定则作出的合力在平行四边形的对角线上，所以不是由弹簧测力计直接测得的是F。 材料三： 3．某同学用平板和制作了一个直角架．该同学想通过该装置，利用压力传感器和量角器来验证力的平行四边形定则，主要实验步骤如下： （1）平板置于水平面上，压力传感器固定在平板上，将木块置于压力传感器正上方，木块紧靠平板，如图甲所示，记录此时传感器的示数，此时平板对木块的弹力为 ； （2）以直角架连接边为转轴，抬高平板的另一端，使平板绕转轴逆时针旋转，平板转过的角度为时，记录传感器的示数，如图乙所示； （3）在误差允许的范围内，比较和的大小，若与的关系为 ，即可初步验证平行四边形定则； （4）重复步骤（2），多次调整平板转动的角度，比较和的大小，多次验证； （5）在步骤（2）中，若不考虑平板与木块间的摩擦