课时作业(19) 第2课时 实验：探究两个互成角度的力的合成规律（配套练习）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册（人教版2019）

课时作业(十九) 第2课时 实验:探究两个互成角度的力的合成规律 答案精解P. (建议用时:40分钟) [基础题组练] B.用图钉把橡皮条的一端固定在方木板上的A点; 1.小明同学做“探究两个互成角度的力的合成规律' 在橡皮条的另一端铨上两条细绳,细绳的另一端 的实验,如图所示,实验仪器中有一个小铜环连接了 系着绳套 一根橡皮筋和两根细绳套 C.用两个弹繁测力计分别钩住绳套,互成角度地 橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O,记 橡皮筋 录O点的位置,读出两个弹策测力计的示数 小铜环 D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹测 细绳 力计的拉力F:和F:的图示,并用平行四边形 定则求出合力F (1)实验过程中受力分析的研究对象是 E.只用一只弹测力计,通过细绳套拉橡皮条使其 C.细绳套 A.橡皮筋 B.小铜环 伸长,读出弹箭测力计的示数,记下细绳的方向 (2)分力与合力是等效的,实验中有关等效的叙述 按同一标度作出这个力F的图示 正确的是 : F.比较F和F的大小和方向,看它们是否相同,得 A.仅需橡皮筋拉伸的长度相同即可 出结论 B.弹测力计的示数相等 上述步骤中; ①有重要遗漏的步骤的序号是 C.小铜环被拉至同一位置且处于静止状态 和 (3)某次实验中,小明同学记录了弹策测力计的示 ②遗漏的内容分别是 和 数和细绳套的方向如图所示,其中用两个弹蓄测力 计共同拉小铜环时的力F.-3.5N,F.-3.0N;只 (2)该小组的同学用同一套器材做了四次实验,白 用一个弹测力计拉小铜环时的力F一4.5N.请 纸上留下的标注信息有结点位置Q、力的标度、分 在图中完成F.、F。以及F的图示.多次实验寻找规 力和合力的大小及表示力的作用线的点,如图所 律,可以得出的结论是 示,其中对干提高实验精度最有利的是 3.0N 0.5 3.5. f-4.5N r-2.8Nr-3.oN r-4.oN A 3.0V B 2.某研究小组做“探究两个互成角度的力的合成规 0.5N 3. 10 1# 律”的实验,所用器材有:方木板一块、白纸、量程为 f-1.0-6.64 5N的弹蓄测力计两个、橡皮条(带两个较长的细细 r.=2.1NF=2.7N F-2.0 套)、刻度尺、图钉(若于个) f-4.5N 。 (1)实验时,主要的步骤是: 。 A.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张自纸 3.如图甲,某同学用弹策(OC和弹策测力计a、2做“探 用图钉把白纸钉在方木板上 究两个互成角度的力的合成规律”实验 .159· # 乙 多 乙 ②F。的大小为 N,F。与拉力F的夹角的 正切值为__, 若F。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,则互成角度的两个力的合成 遵循平行四边形定则 内 1 5.在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,现 (1在保持弹蓄OC伸长1.00cm:且弹箭两端点位 有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹测 置不变的条件下,若弹策测力计a、间夹角为90* 力计. 弹策测力计a示数如图乙,则弹策测力计a的读数 (1)为完成实验,某同学另找来一根弹策,先测量其 N.若已知弹测力计5的读数为4.00N 劲度系数,得到的实验数据如表所示 并已在方格纸上作出,请你在所给的方格纸上按作 弹力F/N 0.50 1.00 1.50 2.002.503.003.50 图法的要求作出弹策测力计a的拉力及它们的 合力. 弹的伸长量 0. 74 1.80 2.803.724.605.58 6.42 (2)如图丁是某同学所作的合力与分力的关系图 x/(×10-m) 则实际的合力是 ,一定沿CO方向的是 在如图甲所示中,用作图法求得该弹策的劲度系数 .(均选填“F”或“F”) l一 N/m. [能力提升练 #行 /7 4.某探究小组做“探究两个互成角度的力的合成规 律”实验,将画有坐标轴(横轴为文轴,纵轴为y轴 最小刻度表示1mm)的纸贴在桌面上,如图甲所 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 0 1234567x/(x10m) 橡皮筋处于原长. (1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至 (2)某次实验中,弹策测力计的指针位置如图乙所 示,其读数为 坐标原点O.此时拉力F的大小可由测力计读出.测力 N:同时利用(1)中结果获得 计的示数如图乙所示,F的大小为 弹策上的弹力值为2.50N:请画出这两个共点力的 (2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点,现使 合力F。. 用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至( 点,此时观察到两个拉力分别沿图甲中两条虚线所 示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分 别为F-4.2N和F.-5.6N ①用5mm长度的线段表示1N的力,以O点为作 ( 用点,在图甲中画出力F、F:的图示,然后按平行 乙 四边形定则画出它们的合力F。 (3)由图得到F三 .160·4.A 解析选项A中两个力的合力范围为7~11N.选项A不 可能;选项B中两个力的合力范围为4~12N,选项B可能; 选项C中两个力的合力范围为6~10N,选项C可能;选项 D中两个力的合力范围为5~9N,选项D可能. 5.A 解当两个力之间的夹角为90{时,如图甲所示,根据平 行四边形定则可知F.一F。-10N;当这两个力的夹角为 答50/3N 120{时,如图乙所示,根据平行四边形定则可知F。一10N. 50N 选项A正确。 课时作业(十九) 1.解(1)实验过程中受力分析的研究对象是小铜环,选项B 正确. (2)分力与合力是等效的,用两个弹测力计共同拉小铜环 甲 和用一个弹黄测力计拉小铜环,小铜环被拉至同一位置且处 6.AC 解析两分力相等,由力的合成和分解可知,0一120{}时, 于静止状态,即两次拉橡皮筋时的形变量和方向是相同的, $=F=G;o-0o时,FFo=G,选A、C正确,B错$ 选项A、B错误,C正确 (3)选好标度,在图中完成F、F:以及F的图示,如图所示 误;合力一定时,0越大,分力越大,选项D错误. 7.D 滑轮受到木杆的弹力大小始终等于水平及竖直两 多次实验寻找规律,可以得出的结论是在误差允许的范围 段绳的合力,由于两绳垂直,张力大小均等于物体的重力G 内,互成角度的两个力的合成遵循平行四边形定则 f-3.5V 故滑轮受到木杆的弹力大小始终为/2G,选项D正确. _1N 8.C 翻根据矢量合成的平行四边形定则可知,选项C合力 为零,即合力最小,选项C正确. F-4.5 9.A 根据平行四边形定则或三角形定则,A中三个力的 合力大小为2F;,B中三个力的合力为0,C中三力的合力大 r=3.0N 小为2F,D中三力的合力大小也为2F,因F F,选项A 正确. 智翻(1)B(2)C(3)见解析图 在误差允许的范围内,互 10.BC 设两个共点力为F、F。,分两种情况讨论 成角度的两个力的合成遵循平行四边形定则 ①当090{}时,合力随着其中一个力的增大而增大,如 2.解析(1)①根据“探究两个互成角度的力的合成规律”实验 图甲所示,选项D错误; 的操作步骤可知,有重要遗漏的步骤的序号是C和E.②在 C中未记下两条细绳套的方向,E中未说明是否把橡皮条的 结点拉到同一位置O. (2)为了提高实验精度,弹测力计读数尽可能大一些,标注 细绳方向的两点尽可能远一点,标度尽可能小一些,两力 1 F.E,夹角不宜过大或过小,选项B正确. ②当90{时,若F。增大,其合力先变小,后增大,如图乙 答案(1)①C E ②记下两条细绳套的方向 所示,选项A错误,B、C正确. 把橡皮条的 11.解把两根钢索的拉力看成沿钢索方向的两个分力,以它 结点拉到同一位置O(2)B 们为邻边画出一个平行四边形,其对角线就表示它们的合 3.解析(1)由题图可知弹策测力计的最小分度值为0.1N,则 力,由对称性可知,合力方向一定沿塔柱竖直向下,如图所 弹策测力计a的读数应该为2.99N(可允许最大正负0.0 示,连接AB,交OC于D,则AB与OC互相垂直平分,即 的误差);根据平行四边形定则及力的图示的要求,可作出弹 AB垂直于OC,且AD=DB、OD-OC. AOD-53*,则 策测力计a的拉力及它们的合力如图所示. 有F-2Fc0s53*-2×510 X0.6N-610*N.方向竖 直向下. #3{ ,B (2)由于存在误差,实际的合力一般不严格与分力构成的平 行四边形的对角线重合,而是有一定的偏差,因此实际的合 答案6X10N 方向竖直向下 力是F,一定沿CO方向的是F'. 12.解析如图所示,以F、F。为邻边作平行四边形,使合力F 答(1)2.99(可允许最大正负0.01的误差) 见解析图 沿正东方向, (2)FF 则F-F(co30*=100 N-50v3 N,F.-Fsin30*- 4.解(1)由题图乙可知,F的大小为4.0N. 100 (2)①F;长度为21mm,F。长度为28mm,画出力F 、F。及 N-50N. F。的图示,如图所示. ·230· 3.BC 解析在拉开拉链的时候,三角形物体在两链间和拉链 橡筋 一起运动,手的拉力在三角形物体上产生了两个不同方向的 分力,分力的大小大于拉力的大小,所以使很难直接分开的 拉链很容易被拉开,选项B、C正确. 4.A 由题意可知绳子与水平方向夹角的正弦值为sina 0.5-0.1,所以绳子的作用力为Fa-2sin F-1500N,选项 A正确,B、C、D错误. ②用刻度尺量出F。的线段长约为20mm,所以F。大小为 4.0N.量出合力箭头处到y轴的距离和所作合力在y轴投 影的长度,则F。与拉力F的夹角的正切值为0.05. (1)4.0(2)①见解析图 1②4.0 0.05 5.解(1)根据表格数据描点,然后连成一条过原点的直线, 如图甲所示,直线的斜率等于弹的劲度系数,尺一 5.BD 对物体受力分析并将力F正交分解,如图所示,物 3.5 6.42X10-* N/m~55 N/m. 体对地面的压力与地面对物体的支持力是作用力与反作用 7 力,而支持力Fy一mg一Fsin6,选项A错误,B正确;物体受 到的摩擦力为F.一Fcos0,选项C错误,D正确. _过 0.51 ng 6.A 解析将斜向下方向的力正交分解如图所示,则x方向上 01234567xi(x10m) 的合力大小为F.-11N-10N·cos37*-3N,y方向上的 合力大小为F -10N-10N·sin37*}-4N,这三个力的合 (2)读出弹等测力计的读数为2.10N:以O为顶点,画出两 力大小为F- +F-5N,选项A正确 弹策的绳套方向就是两拉力方向,再确定并画好力的标度 。2 画出两拉力的图示,以两拉力为邻边作出平行四边形,画出 10r. 乎行四边形的对角线,即合力F。,如图乙所示。 0.5.N 113* 25 10N 5C 7.A 解根据力的合成与分解,当F。与F,垂直时,F。最 乙 小,此时F-Fsin37*}-10×0.6N-6N,所以不可能是 (3)在同一力的图示中使用相同的比例标尺,量出图乙中对 4N.选项A正确. 角线的长度,根据比例尺换算出合力,F。一3.3N. 8.C 解如图所示,以F的“箭头”为圆心,以F:的大小为半 智(1)55(士2内均可)(2)2.10(士0.02内均可) 见解 径画一段圆弥,与F:所在的直线有两个交点,因此F。有两 析图乙 (3)3.3(士0.2内均可) 个方向,F:的大小有两个值,选项C正确. 课时作业(二十) 1.C 如图所示,设劈染的力为F,按效果可分解为两个 垂直于刀面的力F和Fa,由图可知,F=Fo-2sn,要使 F 9.D 解析汽车的压力有两个效果,分别沿120{角的两臂方向 斧头容易劈开木柴,则F:和F:应较大,即0应较小,故要求 BC边短一些、AB边长一些,选项C正确。 挤压,所以将此压力沿120{}的两臂方向分解,如图所示。 cos +F=ocos-F 且 Fi,-Fo. 当-120{时,F-F== F-1.0×10{N,选项A错误;汽车对千斤顶的压力与千斤 顶对汽车的支持力为一对相互作用力,选项B错误;继续指 2.D 解F;不是斜面作用在物体上使物体下滑的力,F。不 动把手,将汽车顶起,0减小,cos #增大,F、F。均减小,选 是物体对斜面的压力,这两个力只是重力沿着两方向的分 项C错误,D正确. 力,分力与合力是等效替代的,实际不存在,选项A、C错误; 物体只受重力和支持力两个力,选项B错误;力F、F:和F 的三个力的作用效果跟ng、F两个力的作用效果相同,选 项D正确. ·231·