课后跟踪训练(12) 探究两个互成角度的力的合成规律（Word练习）-【优化指导】2025年高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教多选版）

课后跟踪训练(12)　探究两个互成角度的力的合成规律 基础巩固练 1．(2024·山东聊城测试)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，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画出的图。 (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．建立物理模型法 (2)实验时，主要的步骤是：________。 A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上； B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套； C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数； D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F； E．只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示； F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。 上述步骤中，①有重要遗漏的步骤的序号是________和________； ②遗漏的内容分别是_____________________和__________________。 答案：(1)B　(2)①C　E　②C中应加上“记下两条细绳的方向”，E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O” 解析：(1)一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，它们的作用效果可以等效替代，故本实验采用等效替代法，B正确。 (2)①根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作过程可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E。 ②在C中未记下两条细绳的方向，E中未说明把橡皮条的结点拉到同一位置O。 2．(2024·湖北武汉江岸区模拟)某同学用橡皮筋与弹簧测力计做“验证力的平行四边形定则”实验，实验装置如图甲所示。其中A处为固定橡皮筋的图钉，OB和OC为细绳。 甲 　乙 　丙 (1)某一次实验中，用一个弹簧测力计拉橡皮筋使橡皮筋与细绳的结点到达O点，弹簧测力计的示数如图乙所示，此时橡皮筋的弹力大小为________N。 (2)根据实验数据，该同学画出如图丙所示的图，图中________(填“F”或“F′”)是F1、F2合力的理论值。 (3)实验中，如果将细绳换成橡皮筋，O点沿OB、OC方向的拉力仍等于弹簧测力计的读数，所得实验结果________(填“会”或“不会”)发生变化。 答案：(1)4.00　(2)F　(3)不会 解析：(1)该弹簧测力计的分度值为0.1 N，根据图示，读数为4.00 N。 (2)在处理数据时，F1、F2合力的理论值是根据力的图示，利用平行四边形定则作图表示出来的，故F是F1、F2合力的理论值。 (3)在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，不会影响分力的大小与方向，那么实验结果不会发生变化。 综合提升练 3．(2024·江西南昌模拟)某同学要验证力的平行四边形定则，所用器材有：轻弹簧一只，钩码一个，橡皮条一根，刻度尺及细绳若干。实验步骤： ①用轻弹簧竖直悬挂钩码，静止时测得弹簧的伸长量为1.5 cm。 ②如图所示，把橡皮条的一端固定在竖直板上的A点，用两根细绳连在橡皮条的另一端，其中一根细绳挂上钩码，另一根细绳与轻弹簧连接并用力拉弹簧使橡皮条伸长，让细绳和橡皮条的结点到达O点，用铅笔在白纸上记下O点的位置，并分别沿细绳的方向在适当位置标出点B、C。 ③测得轻弹簧的伸长量为2.3 cm。 ④去掉钩码，只用轻弹簧仍将结点拉到O点的位置，并标出了力F作用线上的一点D，测得此时轻弹簧的伸长量为2.5 cm。 请完成下列问题： (1)该实验________(填“需要”或“不需要”)测出钩码的重力； (2)在图中以O为力的作用点，每一个小方格边长代表0.5 cm，以0.5 cm为标度作出各力的图示，并根据平行四边形定则作出步骤②中的两个力的合力F′的图示； (3)观察比较F和F′，得出的结论是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)不需要　(2)见解析图　(3)在误差允许的范围内，力的平行四边形定则成立 解析：(1)由胡克定律可得，在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F与弹簧伸长(或缩短)的长度成正比，即有F＝kΔx，故可以用弹簧的伸长量来代替重力的大小，无需测出钩码的重力。 (2)根据平行四边形定则作出步骤②中的两个力的合力F′的图示，如图所示。 (3)观察比较F和F′，由图示可得出的结论是：在误差允许的范围内，力的平行四边形定则成立。 4．(2024·河南郑州模拟)一名同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中“探究两个互成角度的力的合成规律”。 (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和水壶杯带上。水平拉开细线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O同一水平位置上，并将L1拴在其上。手握电子秤沿着(2)中L2的方向拉开细线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)在白纸上按一定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________________________________，则两个互成角度的力的合成规律满足平行四边形定则。 答案：(1)静止　(2)三根细线的方向　(3)结点O的位置　(4)F和F′在误差允许的范围内重合 解析：(1)要测量装满水的水壶的重力，需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，记录电子秤的示数F2。 (4)根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F′的图示，若F和F′在误差允许的范围内重合，则平行四边形定则得到验证。 5．(2024·北京大兴区模拟)用如图的实验装置来“探究两个互成角度的力的合成规律”，带有滑轮的木圆盘竖直放置，为了便于调节绳子拉力的方向，滑轮可以在圆盘边缘移动。实验步骤如下： (1)三段绳子各悬挂一定数目的等质量的钩码，调整滑轮在木板上的位置，使系统静止不动。 (2)调节滑轮的位置，使得圆心位于绳子的节点O处，记录三段绳子所挂钩码个数以及三段绳子的________________________________________________。 (3)根据记录数据作力的图示FA、FB、FC。 (4)以FA、FB为邻边，画出平行四边形，如果________与平行四边形的对角线近似共线等长，则在实验误差允许的范围内，验证了力的平行四边形定则。 (5)改变每段绳子上挂的钩码个数和滑轮位置，重新实验。 (6)你认为本实验中有没有必要测钩码的重力？答：________(填“有”或“没有”)。 答案：(2)方向　(4)FC　(6)没有 解析：(2)由于力是矢量，所以一定需要记录三段绳子所挂钩码个数以及三段绳子的方向。 (4)以FA、FB为邻边，画出平行四边形，如果FA、FB所夹的对角线与FC近似共线等长，说明FA、FB所夹的对角线表示的力即为FA、FB的合力。 (6)实验中钩码都是相同的，一个钩码受到的重力为一个单位力，只要计钩码的个数即可，故不需要测量钩码的重力。 6．某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴(横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上，如图(a)所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外)，另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长。 (1)用一只弹簧测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由弹簧测力计读出。弹簧测力计的示数如图(b)所示，F的大小为________N。 (2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个弹簧测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点，此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向，由弹簧测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1＝4.2 N和F2＝5.6 N。 ①用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O点为作用点，在图(a)中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合； ②F合的大小为________N，F合与拉力F的夹角的正切值为________。 若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则两个互成角度的力的合成规律满足平行四边形定则。 答案：(1)4.0　(2)①见解析图　②4.0　0.05 解析：(1)由弹簧测力计的读数规则可知，读数为4.0 N。 (2)①利用平行四边形定则作图，F1、F2和F合如图所示。 ②由图可知F合＝4.0 N，从F合的顶点向x轴和y轴分别作垂线，顶点的横坐标对应长度为1 mm，顶点的纵坐标长度为20 mm，则可得出F合与拉力F的夹角的正切值为0.05。 学科网（北京）股份有限公司 $$