第三章 实验 探究两个互成角度的力的合成规律-【导与练】2023-2024学年高中物理必修第一册同步全程学习课时作业word（新教材，教科版）

实验　探究两个互成角度的力的合成规律 1.在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中,把橡皮条一端固定于P点,另一端通过细绳套连接两个弹簧测力计,并把该端拉至O点,测得PO长为L,如图所示,则实验中(　A　) A.选取的细绳套适当长一些 B.只需要记录弹簧测力计的读数 C.两根细绳套间的夹角越大越好 D.改用一个弹簧测力计拉橡皮条时,只需使橡皮条的长度仍为L 解析:为了减小实验测量的误差,选取的细绳套应适当长一些,以便确定力的方向,故A正确;实验中需记录弹簧测力计的读数、拉力的方向以及结点O的位置,故B错误;为了减小测量的误差,两根细绳套间的夹角要适当大一些,但不是越大越好,故C错误;为了产生相同的作用效果,改用一个弹簧测力计拉橡皮条时,要将结点拉到O点,故D错误。 2.某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果作出的图。 (1)如果没有操作失误,图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是　　　　。  (2)下列说法正确的是　　　　。(多选)  A.拉橡皮条的绳要细一些且长一些 B.两根细绳必须等长 C.同一次验证过程中O点位置应相同 D.拉力F1和F2的夹角应该较小 (3)由于实验室没有细绳,在进行实验时,图甲中的OB和OC　　　　　　(选填“可以”或“不可以”)用橡皮条代替。  解析:(1)F是通过作平行四边形定则得到的,是理论值,而F′是实际值,与AO共线。 (2)完成本实验时,绳子细一些,长一些,是为了更准确记录拉力的方向及更好地保证细绳与木板平面平行,两细绳的长度不一定要相同,故A正确,B错误;在同一次实验中,为了保证一个力的作用效果与两个力的作用效果相同,必须将结点O拉到同一位置,故C正确;此实验是验证两个弹簧测力计拉力的合力与一个弹簧测力计的拉力相等,为了减小实验误差,F1、F2之间的夹角不能太小,也不能太大,应当大小适当,故D错误。 (3)题图甲中OB和OC两条细绳的作用是确定两个力的方向,用橡皮条也能达到此目的,所以可以用橡皮条替代细绳。 答案:(1)F′　(2)AC　(3)可以 3.在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中。 (1)部分实验步骤如下,请完成有关内容: A.将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上,另一端绑上两根细线。 B.在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码,使橡皮筋拉伸,如图甲所示,记录　 、　　　　　　　、　　　　　　　。 C.将步骤B中的钩码取下,分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码,用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度,如图乙所示,小心调整B、C的位置,使　 ,记录　 。 (2)实验证明,图乙中两拉力的合力与图甲中拉力相等,那么图乙中=　　　　。 解析:(1)根据“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验原理,步骤B中应记录结点O的位置、钩码个数和拉力方向。步骤C中调整B、C位置的目的是使橡皮筋与细线的结点O与步骤B中记录的结点位置重合,需要记录的是拉力方向和钩码个数。 (2)设每个钩码重力为G,则F=5G,F1=4G,F2=3G,其关系如图所示,且F1与F2垂直,得cos α=,cos β=,所以=。 答案:(1)结点O的位置　钩码个数　拉力方向　结点O与步骤B中位置重合　钩码个数和对应拉力的方向　(2) 4.一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品,在家中验证力的平行四边形定则。 (1)如图甲,在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶,记下水壶　　　　时电子秤的示数F。 (2)如图乙,将三根细线L1、L2、L3的一端打结,另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉A和水壶上。水平拉直细线L1,在白纸上记下结点O的位置、　　　　　　　　和电子秤的示数F1。 (3)如图丙,将另一颗墙钉B钉在与(2)中记下的O点同一水平位置上,并将L1拴在其上。手握电子秤沿着(2)中L2的方向拉直细线L2,使 　　　　　　　　和三根细线的方向与(2)中重合,记录电子秤的示数F2。 (4)在白纸上按同一标度作出电子秤拉力F、F1、F2的图示,根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F′的图示,若　　　　　　　　　　,则平行四边形定则得到验证。 解析:(1)要测量装满水的水壶受到的重力,则应记下水壶静止时电子秤的示数F。 (2)要画出平行四边形,则需要记录分力的大小和方向,所以在白纸上记下结点O的位置的同时,也要记录三根细线的方向以及电子秤的示数F1。 (3)已经记录了一个分力的大小,还要记录另一个分力的大小,则结点O的位置不能变化,力的方向也都不能变化,所以应使结点O的位置和三根细线的方向与(2)中重合,记录