第3章 实验2 探究两个互成角度的力的合成规律-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中物理必修1同步课件 (粤教版)

物理 必修第一册 YJ 1 2 实验2 探究两个互成角度的力的合成规律 刷难关 2 1.[四川泸州2024高一上期末] 某物理兴趣小组要测量一个重物的重力.由于重物的重力超出了弹 簧测力计的量程，该小组设计如下实验方案进行实验. 甲 乙 3 （1）实验步骤： .如图甲所示，用两根轻绳将重物吊起，一根轻绳末端固定于 点，另外一根轻绳末端与弹簧测 力计连接.重物与弹簧测力计均处于静止状态. b.读出图甲中弹簧测力计的示数为______ .利用手机软件测出两根轻绳与竖直方向的夹角分别为 和 . 3.50 解析 弹簧测力计的示数为 . 4 c.在白纸上画出两根轻绳的拉力的方向如图乙两侧虚线所示，以代表 在图乙中作出两个 拉力的合力. [答案] 见解析 解析 两个拉力的合力如图（a）所示. 图（a） d.根据实验结果可得重物的重力大小为______ .（保留三位有效数字） 8.00 解析 根据实验结果可得重物的重力大小为 . 5 （2）若实验过程中保持轻绳的结点 静止不动，缓慢逆时针转动弹簧测力计，则弹簧测力计的示 数将___. A A.增大 B.减小 C.先减小后增大 D.先增大后减小 图（b） 解析 实验过程中保持结点 静止不动,即合力的大小、方向均不变.缓慢逆时针转动弹簧 测力计,轻绳 的方向不变,重物的重力不变,作出力的矢量三角形,如图（b）所示, ,可知弹簧测力计的示数将一直增大,A正确. 6 2.[湖北武汉华中师范大学第一附属中学2024高一上期末] 小明在家中用一根轻弹簧、水瓶 （含水）、细绳、图钉和贴在墙上的白纸等物品，验证力的平行四边形定则.实验步骤如下： 甲 先用图钉将弹簧一端固定在白纸上，弹簧另一端通过细绳 悬挂水瓶（与墙、纸无摩 擦），如图甲所示； 乙 将另一细绳拴于细绳上点，并将细绳水平拉直后用图钉 固定，在白纸 上记下、、 的位置，如图乙所示； 7 丙 在保证点位置不变的情况下，交换弹簧与细绳的位置，使其方向与 中 对应方向平行，如图丙所示； 按照上述方法改变弹簧与细绳 的夹角，重复测量多次. 8 （1）对于本实验，下列说法或操作正确的是___；（填选项前的字母） B A.还需要用天平测出水瓶（含水）的质量 B.还需要测量弹簧的原长以及图甲、乙、丙中弹簧的长度 C.为了保证实验结果尽可能准确，弹簧与细绳 的夹角应该越大越好 D.步骤中每次重复实验时，都应保证 点位置与第一次实验记录的位置一致 9 解析 根据实验原理可知,题图甲可测量合力,题图乙、丙测量分力,结合胡克定律可知,还需要测量 弹簧的原长以及题图甲、乙、丙中弹簧的长度,以便测量三个力的大小,不需要用天平测量水瓶 （含水）的质量,故A错误,B正确；为了保证实验结果尽可能准确,弹簧与细绳 的夹角适当即可,故 C错误；步骤中每次重复实验时,不需要保证 点位置与第一次实验记录的位置一致,从而使实 验更具有普遍性,故D错误. 10 （2）小明在进行步骤时由于粗心将水瓶中的水洒落了少许，但弹簧和细绳的方向都与 中平行，点位置也与 中重合，这一操作____（填“会”或“不会”）造成误差. 会 解析 水瓶中的水洒落了少许,虽然弹簧和细绳的方向都与中平行,点位置也与 中重合,但 水瓶的重力减小,会导致弹簧弹力变小,从而造成实验误差. 11 3.[辽宁大连育明高级中学2024高一上期中] 某同学分别采用不同的实验装置来验证“力的平行四 边形定则”. 甲 方案一：如图甲所示.其中为固定橡皮条的图钉，和 为细绳套.利用坐标纸记下 橡皮条的结点位置 以及两只弹簧测力计拉力的大小和方向. 12 （1）在做本实验时，下列操作中正确的是_____. AB A.同一次实验过程中 点位置不允许变动 B.实验中，弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度 C.实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程处，然后只需调节另一弹簧测力计 拉力的大小和方向，把橡皮条的结点位置拉到 点 D.实验中，把橡皮条的结点位置拉到点时，两弹簧测力计之间夹角应取 ，以便于算出合力 的大小 13 解析 本实验采用的是等效替代法,同一次实验中, 点的位置不能变动,故A正确；弹簧测力计必须 与木板平行,目的是不使力在其他方向上的分量影响实验结果,为了实验的精确,读数时视线要正对 弹簧测力计刻度,故B正确；本实验只要达到的效果相同即可,无需将其中一个弹簧测力计拉到最大 量程处,故C错误；两个弹簧测力计之间的夹角不一定要 ,故D错误. 14 方案二：在底座上相隔一定距离固定两根刚性竖直杆，两竖直杆后放置一竖直平板，平板与两杆 所在的平面平行，平板上贴有白纸. 实验步骤如下： ①单独用一根轻质细绳通过力传感器1提起重物，记录此时力传感器1的示数 及细绳的方向； ②将力传感器1固定在右侧杆上并保持其位置不变，一根轻质细绳的右端与力传感器1相连，另一 根轻质细绳的左端与左侧杆上的力传感器2相连，在绳上系上重物，结点为 ，力传感器2的位置 及左侧细绳的长度可调节.将力传感器2调至某一位置并固定，调节左侧细绳长度，待系统稳定后， 平板未与重物、细绳和力传感器接触，读出力传感器1的示数和力传感器2的示数 ，并通过描 点在白纸上记下两绳的方向； ③继续调整力传感器2的位置并固定，重复以上步骤. 15 （2）下列做法对减小实验误差有帮助的是___. C A.调整力传感器2的位置时，必须保证结点 的位置不变 B.两绳之间的夹角越大越好 C.记录绳子方向时，选用较远的两点 16 解析 本实验选用力传感器直接得到绳子的拉力,所以结点的变化不会影响实验结果,故A错误；两 绳之间的夹角越大,合力会越小,误差越大,故B错误；记录绳子方向时,选用较远的两点,便于确定绳 子的方向,减小实验误差,故C正确. 17 乙 （3）若稳定时两绳互相垂直，现保持右侧绳和结点 的位置不动，将力传感 器2下移至图乙中的 处并固定，调节左侧细绳使其保持张紧，则力传感器1 的示数将______（填“变大”“变小”或“不变”）. 变大 解析 若稳定时两绳互相垂直,现保持右侧绳和结点 的位置不动,即两个力的合力 不变,方向不变,将力传感器2移至 处并固定,调节左侧细绳使其保持张紧,画出调 整前后两绳的拉力示意图,如图所示,可知力传感器1的示数将变大. 18 4.[广东广州广雅中学2024高一上期中] 用如下的器材和方法可以验证“力 的平行四边形定则”：在圆形桌子上平铺并固定一张白纸，在桌子边缘安 装三个光滑的定滑轮，其中滑轮固定在桌子边缘，滑轮、 可沿桌边 缘移动. （1）第一次实验的步骤如下： ①在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，并使结点 静止； ②在白纸上描下_______________和三根轻绳的方向，记录钩码的个数，以 点为起点，作出三个 拉力的图示； ③以绕过、的轻绳的两个力为邻边作平行四边形，作出以 点为起点的平行四边形的对角线， 量出对角线的长度； ②结点的位置 19 ④检验对角线的长度和绕过 的轻绳的拉力的图示的长度是否一样，方向是否在一条直线上. 解析 实验中,需要在白纸上描下结点 的位置. （2）这次实验中，若一根轻绳挂的钩码质量为，另一根轻绳挂的钩码质量为 ，则第三根 轻绳挂的钩码质量一定大于___且小于_____. 解析 若一根轻绳挂的钩码质量为,另一根轻绳挂的钩码质量为,则两轻绳的拉力的合力 的 范围是,即 ,三力的合力为零,则第三根轻绳挂的钩码 质量一定大于且小于 . 20 （3）第二次实验时，改变滑轮、 的位置和相应绳上钩码的数量，使结点平衡，轻绳的结点 ______（填“必须”或“不必”）与第一次实验中白纸上描下的 点重合.实验中，若桌面不水平 ______（填“会”或“不会”）影响实验的结论. 不必 不会 解析 本实验采用的方法不是等效替代法,绳的结点不必保持不变.若桌面不水平,也不会影响实验结论. 21 $$