第一节 二力合成平行四边形，验证平行四边形法则实验-2024年新高一上学期物理专项训练

第一节 二力合成平行四边形，验证平行四边形法则实验 需要掌握的内容 1.二力合成的基本规律以及二力相等时的特殊情况分析 二力合成要满足平行四边形法则。 二力相等大小都是F，当两个力夹角为90°时合力为F，当两个里夹角为60°时合力为F，当两个里夹角为120°时合力为F。结论是分力不变两个分力夹角越小合力越大，同时可以得出合力大小不变两个分力夹角越小分力越小 2.三个力合力为零的情况 当第三个力与另外两个力的合力等大反向时，合力为零。 3.验证平行四边形法实验步骤以及思想 通过用一个力拉动橡皮筋的效果与两个力一起拉橡皮筋的效果相同，两个拉力通过平行四边形法则做出的合力与原来的一个力基本重合，实验结论得到验证。用到了等效替代的思想。 3.误差分析 通过自己平行四边形画出的合力存在偶然误差，没有直接画出的合力精准，存在误差。 4.实验的特殊做法分析 通过定滑轮改变力的方向，用三条线相交于一点，通过钩码的个数来画出力的长度，通过两个力的合力与第三个力等大反向的思想也可以验证力的平行四边形法则，依旧是通过平行四边形法则画出的合力存在误差。 经典习题 多选题1．如图所示，质量为m的质点，与三根相同的螺旋形轻弹簧相连．静止时，弹簧c沿竖直方向，相邻两弹簧间的夹角均为120°．已知弹簧a、b对质点的作用力大小均为F，则弹簧c对质点的作用力大小可能为（ ） A．F B．F+2mg C．F-mg D．F+mg 2．某实验小组用如图所示的器材验证“力的平行四边形定则”。在水平的圆形桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮，其中滑轮P1固定在桌子边，滑轮P2、P3可沿桌边移动。 步骤如下： A．在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，调整滑轮P2、P3，位置并使结点O静止； B．在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向，以O点为起点，用同一标度作出三个拉力的图示： C．以绕过滑轮P2、P3绳的两个力为邻边作平行四边形，作出以O点为起点的平行四边形的对角线，量出对角线的长度； D．检验对角线的长度和绕过滑轮P绳拉力的图示的长度是否一样，方向是否在一条直线上。 (1)关于本次试验操作，下列说法正确的是 ； A．每次实验必须将绳子结点O调整至圆桌桌面的圆心处。 B．在实验中为减小误差，应将滑轮P2、P3摆放距离越大越好 C．某次实验中，结点O已静止，如在每个滑轮上同时增加一个相同的钩码，结点O一定仍保持静止 D．实验中应调整滑轮高度，使三根绳子尽可能与桌面平行 (2)第一次实验中，若一根绳挂的钩码质量为2m，另一根绳挂的钩码质量为3m，则第三根绳所挂的钩码质量M应满足关系 ； (3)第二次实验时，改变滑轮P2、P3的位置和相应绳上钩码的数量，使结点平衡，绳的结点 ；（选填“必须”或“不必”）与第一次实验中白纸上描下的O点重合。实验中，若桌面倾斜， 。（选填“会”或“不会”）影响实验的结论 3．某同学通过下述实验探究两个互成角度的力的合成规律。 实验步骤： ①将弹簧测力计固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向。 ②如图甲所示， 将环形橡皮筋一端挂在弹簧测力计的挂钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧测力计示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧测力计的示数F，测量并记录O1、O2间的距离（即橡皮筋的长度l）。每次将弹簧测力计示数改变0.50N，测出所对应的l，部分数据如下表所示： F/N 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 l/cm l0 10.97 12.02 13.00 13.98 15.05 ③找出②中F=2.50N时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、O′，橡皮筋的拉力记为FOO′。 ④在测力计挂钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在挂钩上，如图乙所示。用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使挂钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为FOA，OB段的拉力记为FOB。 完成下列作图和填空： （1）利用表中数据在图丙中画出F-l图线 ，根据图线求得l0= cm。 （2）测得OA=6.00cm，OB=7.60cm，则FOA的大小为 N。 （3）根据给出的标度，在图丁中作出FOA和FOB的合力F′的图示 。 （4）通过比较F′与 的大小和方向，即可得出实验结论。 多选题4．如图所示，一根不可伸长的轻绳两端连接两轻环A、B，两环分别套在相互垂直的水平杆和竖直杆上，轻绳绕过光滑的轻小滑轮，重物悬挂于滑轮下，始终处于静止状态，下列说法正确的是（   ） A．只将环A向下移动少许，绳上拉力变大，环B所受摩擦力变小 B．只将环A向下移动少许，绳上拉力不变，环B所受摩擦力不变 C．只将环B向右移动少许，绳上拉力变大，环A所受杆的弹力变大 D．只将环B向右移动少许，绳上拉力不变，环A所受杆的弹力变小 单选题5．小娟、小明两人共提一桶水匀速前行，如图所示，已知两人手臂上的拉力大小相等且为F，两人手臂间的夹角为θ，水和水桶的总重力为G，则下列说法中正确的是（　　） A．当θ为120°时，F＝G B．不管θ为何值，均有 C．当θ＝60°时， D．θ越大时，F越小 6．请完成“探究两个互成角度力的合成规律”实验的相关内容。 （1）如图甲所示，在铺有白纸的水平木板上，橡皮条一端固定在A点，另一端拴两个细绳套。实验器材中图钉的作用是 。 （2）如图乙所示，用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点伸长到某位置并记为O点，记下此时弹簧测力计的示数和及 。 （3）如图丙所示，用一个弹簧测力计拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点拉到O点，记下此时弹簧测力计的示数 N和细绳的方向。 （4）如图丁所示，已按一定比例作出了和的图示，请用作图法作出和的合力F。 （5）F与大小相等，方向略有偏差，如果此偏差仅由引起，则原因是的大小比真实值偏 （填“大”或“小”）或与的夹角比真实夹角偏 （填“大”或“小”）。 7．（1）用铁架台、带挂钩的不同弹簧若干、50g的钩码若干、刻度尺等，安装如图甲所示的装置，探究弹簧弹力F的大小与伸长量x之间的定量关系。    ①未挂钩码时，弹簧原长放大如图甲所示，可读得原长 。 ②由图乙还可知劲度系数较大的是 弹簧；还可算出B弹簧的劲度系数为 N/m。 ③若某同学做实验时，误把弹簧长度当成伸长量作为横坐标作图，则该同学所做图像得到的k值是 （填偏大，偏小或者不变）      （2）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验如图丙所示，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。图丁是在白纸上根据实验结果画的图。 关于本实验，下列说法中正确的是 。 A．在测量同一组数据、和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化 B．本实验采用的科学方法是控制变量法 C．使用弹簧测力计时，施力方向应沿着弹簧测力计的轴线，读数时视线正对弹簧测力计刻度 D．为减小测量误差，、方向间夹角应为90° E．如果没有操作失误，图丁中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是F 单选题8．如图所示，质量为m的小球套在竖直固定的光滑圆环上，轻绳一端固定在圆环的最高点A，另一端与小球相连．小球静止时位于环上的B点，此时轻绳与竖直方向的夹角为，则轻绳对小球的拉力大小为(　　) A．mg B． mg C．2mg D．mg 9．有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力TOA、TOB和TOC，回答下列问题： （1）改变钩码个数，实验能完成的是( ) A．钩码的个数N1=N2=2，N3=4 B．钩码的个数N1=N3=3，N2=4 C．钩码的个数N1=N2=N3=4 D．钩码的个数N1=3，N2=4，N3=5 （2）在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是( ) A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向 B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度 C．用量角器量出三段绳子之间的夹角 D．用天平测出钩码的质量 （3）在作图时，你认为图中 是正确的。（填“甲”或“乙”） 单选题10．小陶、小盛两人共提一桶水匀速走向教室，如图所示，水和水桶的总质量为m，两人拉力方向与竖直方向都成角，大小都为F。下列说法中正确的是（　　） A．当为时， B．当时， C．当越小时，人对水桶的作用力就越小 D．不管为何值，两人提总比一人提省力 11．某同学用如图甲所示的装置来“验证力的平行四边形定则”。图中A、B是两个力学传感器，它们可以在竖直平面内的圆弧上自由移动。、是两段不可伸长的轻质细绳，在O的下方悬挂一质量为的重物时，结点O恰好位于圆弧的圆心上。已知O为“死结”。 （1）若增加重物质量，则结点O的位置 （填“上升”或“下降”或“不变”）； （2）在某次实验中，A、B传感器的读数分别是、，然后用一只力学传感器测量物体重力，其读数为F，最后作出、的合力。若操作正确，则作出的图可能是图中的 。（选“乙”或“丙”）； 12．某同学利用如图所示的装置来探究两个互成角度的力的合成规律：在竖直木板上贴上白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重力都相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三段绳子的拉力大小、和。回答下列问题： (1)改变钩码个数，实验能完成的是 。 A．钩码的个数， B．钩码的个数， C．钩码的个数 D．钩码的个数，， (2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是 。 A．标记结点O的位置，并记录三段绳子的方向 B．测量出三段绳子的长度 C．用量角器量出三段绳子之间的夹角 D．用弹簧测力计测出钩码的重力 (3)在作图时，你认为图中图 是正确的（填“甲”或“乙”）。 单选题13．某工人使用双轮手推车运送短钢管，手推车装入钢管后的侧面示意图如图所示。推车侧面ON与底面OM垂直，当侧面ON与水平方向夹角θ=60°时，6号钢管对侧面ON的压力等于其重力G，忽略一切摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．其他钢管对6号钢管的作用力大小等于G B．底面OM受到的压力小于侧面ON受到的压力 C．若减小θ角，钢管仍保持静止，则钢管对推车的压力将增大 D．若减小θ角，钢管仍保持静止，则钢管对推车的压力将减小 14．以下是某实验小组探究“二力合成规律”的过程。 （1）首先进行如下操作： ①如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE； ②如图乙，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环在拉力、的共同作用下，位于O点，橡皮条伸长的长度为EO； ③撤去、，改用一个力F单独拉住小圆环，仍使其位于O点，如图丙。 力F单独作用与、共同作用都使小圆环在O点保持静止，即两次橡皮条伸长的长度相同，所以F等于、的合力。这种科学实验方法叫 ； （2）然后实验小组探究了合力F与分力、的关系： ①由纸上O点出发，用力的图示法画出拉力、和F（三个力的方向沿各自拉线的方向，三个力大小由弹簧测力计读出）； ②用虚线将拉力F的箭头端分别与、的箭头端连接，如图丁，得到启示； ③多次改变拉力、的大小和方向，重做上述实验，通过画各力的图示，进一步检验所围成的图形。实验小组发现：在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫作 ，上述实验中，如果把图乙和图丙的操作顺序对调，即先用拉力F将圆环拉到O点，再用拉力和共同拉圆环产生相同效果，则和就是F的 ，此实验可以探究 规律。 单选题15．某建筑工地用一可以移动的升降机来吊装重物，如图所示，轻绳穿过下方吊着重物的光滑圆环，A、B两点分别固定在建筑和升降机上，下列说法正确的是（　　）    A．升降机缓慢上升时，绳中的张力不变 B．升降机缓慢向左移动时，绳中的张力变小 C．升降机缓慢上升时，地面对升降机的摩擦力变小 D．升降机缓慢向左移动时，升降机对地面的压力变大 16．在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，橡皮条的另一端系两根细绳，细绳另一端带有绳套。先用两个弹簧秤分别勾住绳套并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条的结点达到某一位置O，并记下该点的位置O；再用一个弹簧秤将橡皮条的结点拉到同一位置O点。 （1）用一个弹簧秤拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点达到O点，弹簧秤的示数F′= N。 （2）做实验时，根据测量结果在白纸上画出如图2所示，其中O处为节点位置。图中的F与F′两力中，方向一定沿橡皮筋方向的是 。 （3）本实验采用的科学方法是 A．理想实验    B．等效替代法    C．控制变量法    D．建立物理模型法 单选题17．元代《王祯农书》记载了戽斗，它是一种小型的人力提水灌田农具，形状像斗，两边有绳，靠两人拉绳牵牛取水。如图所示，忽略绳子质量，人拉绳子的作用点高度不变，绳子长度不变，戽斗装满水处于平衡状态时，两人站得越近，则（    ） A．绳子对人的作用力越小 B．绳子对人的作用力越大 C．绳子对戽斗的作用力越大 D．绳子对戽斗的作用力越小 单选题18．如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在平行于玻璃的拉力作用下，沿与竖直方向夹角为的虚线方向做匀速直线运动，若摩擦力大小与重力大小相等，重力加速度为g，则拉力的大小为（　　） A． B． C． D． 单选题19．如图所示，AB为半圆的一条直径，P点为圆周上的一点，在P点作用了三个共点力F1、F2、F3，则它们的合力大小为（　　） A．2F1 B．3F1 C．2F2 D．3F2 20．某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。 （1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为 N。 （2）下列的实验要求必要或者正确的是 （填选项前的字母）。 A．应用测力计测量重物M所受的重力 B．应在水平桌面上进行实验 C．拉线方向应与木板平面平行 D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置 （3）某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，下列解决办法中可行的是 （填选项前的字母）。 A．只改变弹簧测力计B的拉力大小 B．减小重物M的质量 C．将A更换成量程较小的弹簧测力计 D．改变弹簧测力计B的拉力方向 （4）本实验采用的科学方法是 。 A．理想实验法    B．控制变量法    C．等效替代法    D．建立物理模型法 21．（6分）某实验小组用如图所示的器材验证“力的平行四边形定则”。在水平的圆形桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮，其中滑轮固定在桌子边，滑轮、可沿桌边移动。 步骤如下： ①在三根轻绳上挂一定数量的钩码，调整滑轮、位置并使结点O静止； ②在白纸上描出O点的位置和三根绳子的方向，从O点开始，用同一标度作出三个拉力的图示； ③以绕过滑轮、两根绳的拉力为邻边作平行四边形，作出以O点为起点的平行四边形的对角线，量出对角线的长度； ④检验对角线的长度和绕过滑轮绳拉力的图示的长度是否一样，方向是否在一条直线上。 （1）关于本次实验操作，下列说法正确的是______。 A．每次实验必须将绳子结点O调整至圆桌桌面的圆心处 B．在实验中为减小误差，应将滑轮、摆放距离越大越好 C．某次实验中，结点O已静止，如在每个滑轮上同时增加一个相同的钩码，结点O一定仍保持静止 D．实验中应调整滑轮高度，使三根绳子尽可能与桌面平行 （2）第一次实验中，若一根绳挂的钩码质量为2m，另一根绳挂的钩码质量为3m，则第三根绳所挂的钩码质量M应满足关系______； （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，绳的结点______（填“必须”或“不必”）与第一次实验中白纸上描下的O点位置相同，实验中，若桌面倾斜，______（填“会”或“不会”）影响实验的结论。 单选题22．如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角，一重为的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的（　　） A．作用力为 B．作用力为 C．摩擦力为 D．摩擦力为 单选题23．如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是（　　）    A．绳的右端上移到b′，绳子拉力增大 B．绳的两端高度差越大，绳子拉力越小 C．将杆N向左移一些，绳子拉力变小 D．绳的右端上移到b′点，衣架悬挂点的位置不变 多选题24.如图所示，停在某建筑工地上的两辆吊车共同吊起一重物。质量不计的钢丝牵引绳绕过定滑轮和重物上的动滑轮吊起重物缓慢上升，不计滑轮的质量和滑轮与绳索、轴承之间的摩擦。在重物缓慢上升的过程中，下列说法正确的是（　　） A．重物所受的合力逐渐增大 B．牵引绳中的作用力逐渐变大 C．地面对吊车的支持力逐渐增大 D．吊车受到地面的摩擦力逐渐增大 答案 1．ACD 【详解】假设a、b、c三根弹簧都是拉力；对小球受力分析，作出a、b两个弹簧的拉力F的合力F′，如图所示． 若弹簧c对质点的作用力为F，方向向上，物体还受重力和a、b弹簧的弹力，a、b弹簧的弹力的合力为F，若a、b弹簧的弹力的合力也向上，球是可以平衡的，故A正确；弹簧a、b对质点的作用力为拉力大小均为F，所以合力竖直向上且平行四边形为菱形，故：F′=F；由平衡条件得：F=mg+FC，所以弹簧C的拉力大小为FC=F-mg，故C正确；若a、b弹簧是支持力，故其合力为F且向下，此时球还受重力和弹簧c的支持力，根据平衡条件，有：F+mg=FC，故D正确；若弹簧c对质点的作用力为（F+2mg），物体还受重力和a、b弹簧的弹力，a、b弹簧的弹力的合力为F，不管弹簧的弹力方向如何，球不可能平衡，故B错误；故选ACD． 【点睛】本题是平衡条件的应用问题，难点在三个弹簧的力到底是支持力还是拉力，分情况讨论即可；注意互成1200角的两个等大的力的合力与分力相等. 2． D m<M<5m 不必 不会 【详解】(1)[1]A．本实验不是先用一根绳拉，然后用两根绳去拉，使一根绳拉的作用效果与两根绳拉的作用效果相同，而是三根绳都直接拉O点，所以O点的位置可以改变，故A错误； B．在实验中为减小误差，应将滑轮P2、P3摆放距离并不是越大越好，只要角度适当即可，故B错误； C．根据力的合成法则可知，某次实验中，结点O已静止，如在每个滑轮上同时增加一个相同的钩码，结点O不一定仍保持静止，故C错误； D．为了更好的验证三根绳子的拉力作用效果，应使三根绳子尽可能与桌面平行，故D正确。 故选D。 (2)[2]第一次实验中，若一根绳挂的钩码质量为2m，另一根绳挂的钩码质量为3m，则第三根绳挂的质量范围在m-5m之间，使用第三根绳挂的质量范围是 m<M<5m (3) [3][4]本实验不是先用一根绳拉，然后用两根绳去拉，使一根绳拉的作用效果与两根绳拉的作用效果相同，而是三根绳都直接拉O点，所以O点的位置可以改变，若桌面不水平，也不会影响实验结论。 3． 10.00（9.90～10.10均可） 1.80（1.70～1.90均可） FOO′ 【详解】（1）[1][2]在坐标系中描点，用平滑的曲线（直线）将各点连接起来，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧。如图所示 由图可知，图线与横轴的交点为弹簧原长，即l0=10.00cm。 （2）[3]由于橡皮筋的长度 l=OA＋OB=13.60cm 由图1可得F=1.80N，所以 FOA=FOB=F=1.80N （3）[4]利用给出的标度作出FOA和FOB的图示，然后以FOA和FOB为邻边作出平行四边形，过O点的对角线即为合力F′，如图所示 （4）[5]FOO′的作用效果和FOA、FOB两个力的作用效果相同，F′是FOA、FOB两个力的合力，所以只要比较F′和FOO′的大小和方向，即可得出实验结论。 4．BC 【详解】AB．如图所示设滑轮两侧绳子与竖直方向的夹角为α，绳子的长度为L，B点到墙壁的距离为s 根据几何知识和对称性得 以滑轮为研究对象，设绳子拉力大小为F，根据平衡条件得 解得 当只将绳的左端移向A′点，s和L均不变，则F不变； B环受的摩擦为 Ff不变，A错误，B正确； CD．当只将绳的右端移向B′点，s增加，而L不变，则α增大，cosα减小，则F增大； A环所受弹力为 α增大，FN变大，C正确，D错误。 故选BC。 5．A 【详解】ABC．两分力相等，由力的合成可知，θ＝120°时 F＝F合＝G 当θ＝60°时，可求得 故A正确，BC错误； D．依题意，当两分力F相等，合力一定时，θ越大，则分力F越大，故D错误。 故选A。 6． 固定白纸和橡皮条 细绳的方向 3.00 大 大 【详解】（1）[1] 实验中用图钉把白纸固定在水平木板上，将橡皮条一端固定在A点。 （2）[2] 用两个弹簧测力计互成角度的拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点伸长到某位置并记为O点，记下此时弹簧测力计的示数F1和F2及细绳的方向。 （3）[3] 由图丙可知最小刻度为0.1N，应估读到下一位，即弹簧测力计的示数3.00N。 （4）[4] 根据F1 和F2的大小和方向做平行四边形，如图所示 （5）[5][6] 根据平行四边形法则，F1和F2的合力向左偏，若F2没有误差，原因是F1的大小比真实值偏大或者或F1与F2的夹角比真实夹角偏大。 7． 7.00cm A 10 不变 AC/CA 【详解】（1）①[1]由题图甲可知，刻度尺的精确度是1mm，可读得弹簧原长 L0=7.00cm ②[2]由图像的斜率表示弹簧的劲度系数，可知劲度系数较大的是A弹簧。 [3]B弹簧的劲度系数为 ③[4]误把弹簧长度当成伸长量作为横坐标作图，这样图像会在横坐标轴上有截距，则有，可知弹力的变化量与长度的变化量的比值大小不变，则图像得到的k值是不变。 （2）[5] A．在测量同一组数据、和合力F的过程中，因、共同作用效果与合力F的作用效果相同，因此橡皮条结点O的位置不能变化，A正确； B．本实验采用的科学方法是等效替代法。B错误； C．使用弹簧测力计时，施力方向应沿着弹簧测力计的轴线，读数时视线正对弹簧测力计刻度，以减小实验误差，C正确； D．为减小测量误差，、方向间的夹角不宜太大，也不宜太小，适当就行，可不一定是90°，D错误； E．如果没有操作失误，图丁中的F与两力中，F是由平行四边形得出的，而是由实验方法得出的，因此方向一定沿AO方向的是，E错误。 故选AC。 8．A 【详解】 对B点处的小球受力分析，如图所示，则有 FTsin 60°＝FNsin 60° FTcos 60°＋FNcos 60°＝mg 解得 FT＝FN＝mg A. mg与计算结果相符，故A符合题意． B. mg与计算结果不符，故B不符合题意． C.2mg与计算结果不符，故C不符合题意． D.mg与计算结果不符，故D不符合题意． 9． BCD A 甲 【详解】（1）[1]A．由于F1=2mg和F2=2mg不能竖直向上，二者的合力一定小于F3=4mg，A不符题意； B．由于F1=3mg和F2=4mg的合力在mg到7mg之间，其合力可以等于F3=3mg，B符合题意； C．由于F1=4mg和F2=4mg的合力在0到8mg之间，其合力可以等于F3=4mg，C符合题意； D．由于F1=3mg和F2=4mg的合力在mg到7mg之间，其合力可以等于F3=5mg，D符合题意。 故选BCD。 （2）[2]在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是，记录三个力的大小和方向，记录O点的位置。标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向。 故选A。 （3）[3]乙图错误，F3的方向为与重力方向相同的拉力，方向一定竖直向下，故甲图是正确的。 10．C 【详解】A．当为时，对水和水桶进行分析有 解得 A错误； B．当时，对水和水桶进行分析有 解得 B错误； C．由于 解得 可知，当越小时，人对水桶的作用力就越小，C正确； D．根据上述可知，越大，所需力越大，当大于某一值时，所需力可能大于一人提水桶的力，D错误。 故选C。 11． 不变 乙 【详解】（1）[1]根据题意可知，两个力学传感器可以在圆弧上自由滑动，圆弧给传感器的支持力一定与圆弧的切面垂直，由平衡条件可知AO，BO一定沿半径方向，则O点一定处在圆弧的圆心上，故若增加重物质量，则结点O的位置“不变”； （2）[2]根据题意可知F为用一只力学传感器测量物体重力的读数，则F一定与物体的重力在同一条直线上，所以作出的图可能是图中的“乙”； 12．(1)BCD (2)A (3)甲 【详解】（1）由于结点O在三个共点力的作用下处于平衡状态，则、的合力大小等于，且 每个钩码的重力都相等，可得 故能完成实验是BCD。 故选BCD。 （2） 为探究两个互成角度的力的合成规律，需作出受力图。应先明确受力点，其次要作出力的方向并读出力的大小，最后作出力的图示。因此要做好记录，应从力的三要素角度出发，要标记结点O的位置，并记录三段绳子的方向。 故选A。 （3）以O点为研究对象，的实际作用效果在OC这条线上，由于误差的存在，、的合力的理论值与实际值有一定偏差，故题图甲符合实际，题图乙不符合实际。 13．A 【详解】A．对6号钢管进行受力分析，由于钢管静止，即受力平衡，则其他钢管对6号钢管的作用力与6号钢管的重力及ON面给的支持力的合力等大反向，如图甲 重力与支持力的合力大小为G，故其他钢管对6号钢管的作用力大小也为G，A正确； B．将所有钢管视为一个整体，进行受力分析，如图乙，可得 故由牛顿第三定律知，OM面受到的压力大于ON面受到的压力，B错误； CD．仍将所有钢管视为整体，由于整体在重力和推车对其作用力的作用下保持平衡，故无论θ如何变化，钢管对推车的压力总是不变，CD错误。 故选A。 14． 等效替代法 平行四边形定则 分力 力的分解 【详解】（1）[1]力F单独作用与、共同作用都使小圆环在O点保持静止，即两次橡皮条伸长的长度相同，由此产生的力的作用效果相同，所以认为F等于、的合力，这种科学实验方法叫等效替代法。 （2）[2]在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫作平行四边形定则。 [3][4]如果把图乙和图丙的操作顺序对调，即先用拉力F将圆环拉到O点，再用拉力和共同拉圆环产生相同效果，则和就是F的分力，此实验可以探究力的分解规律。 15．A 【详解】A．光滑圆环受力情况如图所示    设绳长为l，升降机和建筑间距离为d，根据几何知识可知 根据平衡条件有 解得 升降机缓慢上升时，d和l不变，绳中的张力不变，故A正确； B．升降机缓慢向左移动时，d变大，绳中的张力变大，故B错误； C．根据平衡条件可知地面对升降机的摩擦力为 升降机缓慢上升时，d和l不变，夹角不变，则地面对升降机的摩擦力不变，故C错误； D．根据平衡条件可知，升降机对地面的压力为 升降机缓慢向左移动时，升降机对地面的压力不变，故D错误。 故选A。 16． 3.00 F′ B 【详解】（1）[1]弹簧秤的示数 F′=3.00N （2）[2]根据二力平衡条件得， F与F′两力中，方向一定沿橡皮筋方向的是F′。 （3）[3]本实验分别用两个弹簧秤和一个弹簧秤拉橡皮筋，都拉到O点，作用效果相同，所以本实验采用的科学方法是等效替代法。 故选B。 17．A 【详解】AB．假设绳子与水平方向的夹角为角，绳子的张力为T，根据题意有 两人站得越近，角越大，T越小，故A正确B错误； CD．戽斗处于平衡状态，故所有绳子给戽斗的作用力的合力要与重力等大反向，故两人站得近，绳子对戽斗的作用力不变，故CD错误。 故选A。 18．D 【详解】将拉力分解为沿水平方向的分量 和竖直方向的分量 ，擦窗工具做匀速直线运动，所受的合力为零。根据题意和力的平衡可得 因此拉力F的大小为 故选D。 19．D 【详解】根据平行四边形定则，先将F1、F3合成，如图所示 可知合力恰好沿直径PO方向，方向与力F2方向相同，大小可以用直径长度表示，即三个力的合力大小为大小为3F2。 故选D。 20． 3.6 AC/CA BD/DB C 【详解】（1）[1]测力计的最小分度值是0.2N，图中A的示数为3.6N。 （2）[2] A．为了对比两个力的合力与重物的重力，则需要测量重物A所受的重力，故A正确； B．因为两个弹簧测力计的合力与重力等大反向，所以不能在水平桌面上进行实验，故B错误； C．拉线方向应与木板平面平行，使线中拉力等于测力计示数，故C正确； D．改变拉力的大小与方向，再次进行实验时，不一定要使结点O静止在原位置，故D错误； 故选AC。 （3）[3]ABD．当弹簧测力计A超出其量程，则说明与弹簧测力计B和重物相连的两根细线的拉力的合力已偏大，又由于挂重物的细线力的方向已确定，所以要么减小重物的重量，要么改变测力计B拉细线的方向，要么同时改变测力计B拉细线的方向和弹簧测力计B拉力的大小，从而使测力计A不超出量程，故A错误BD正确； C．已经超量程了，将A更换成量程较小的弹簧测力计也同样会超量程，故C错误。 故选BD。 （4）[4]合力与分力的作用效果相同，本实验采用的科学方法是等效替代法。 故选C。 21．（1）D（2分） （2）（2分） （3）不必（1分） 不会（1分） 【解析】（1）本实验不是先用一根绳拉，然后用两根绳去拉，使一根绳拉的作用效果与两根绳拉的作用效果相同，而是三根绳同时拉，结点所在位置就记为O，所以O点的位置可以改变，A项错误；在实验中为减小误差，将滑轮、摆放距离并不是越大越好，只要角度适当即可，B项错误；根据力的合成法则可知，某次实验中，结点O已静止，如在每个滑轮上同时增加一个相同的钩码，结点O不一定仍保持静止，C项错误；为了更好的验证三根绳子的拉力作用效果，应使三根绳子都尽可能与桌面平行，D项正确。 （2）第一次实验中，若一根绳挂的钩码质量为2m，另一根绳挂的钩码质量为3m，则第三根绳挂的质量范围在m~5m之间。 （3）每次实验只要三力平衡即可，不要求O点位置相同，桌面不平，绳的拉力也等于所挂钩码的重力，不影响实验结果。 22．B 【详解】设斜杆的弹力大小为，以水平横杆和重物为整体，竖直方向根据受力平衡可得 解得 以其中一斜杆为研究对象，其受力如图所示 可知每根斜杆受到地面的作用力应与平衡，即大小为，每根斜杆受到地面的摩擦力为 B正确，ACD错误； 故选B。 23．C 【详解】AB．如图所示，同一绳子在衣架挂钩两侧的拉力大小相同，则衣架挂钩两侧绳与竖直方向的夹角相等，假设绳子的长度为，有 绳的右端上移到b′，绳子的长度不变，两杆间的距离不变，则不变，绳子在衣架挂钩两侧的拉力的合力等于衣服与衣架挂钩的重力，由于角度不变，故绳子拉力不变，故AB错误； C．将杆N向左移一些，增大，绳与竖直方向的夹角减小，故绳子拉力变小，故C正确； D．绳的右端上移到b′点，衣架挂钩两侧绳与竖直方向的夹角不相等，衣架悬挂点的位置将改变，直至衣架挂钩两侧绳与竖直方向的夹角相等，故D错误。 故选C。    24．BD 【详解】A．由于物体缓慢升高，处于平衡状态，合力一直为零，选项A错误； B．随着重物的上升，吊起重物的牵引绳夹角增大，合力不变，所以分力增大，即牵引绳中的作用力在增大，选项B正确； C．由于是缓慢上升，整体法可知整体处于平衡状态，地面支持力始终平衡整体的重力，大小不变，选项C错误； D．牵引绳的作用力在增大，吊车受到牵引绳的作用力的水平分量在增大，水平方向吊车受力平衡，所以吊车受到地面的摩擦力逐渐增大，选项D正确。 故选BD。 学科网（北京）股份有限公司 $$