课时冲关12 实验三 探究两个互成角度的力的合成规律-【创新教程】2026年高考物理总复习大一轮课时作业（人教版2019）

课时冲关１２　实验三　探究两个互成角度的力的合成规律 学生用书　P３５３　 １．(２０２５􀅰长沙模拟)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与OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果 画出的图． (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)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　　　　　　　　　　　　　　． 解析:(１)由一个弹簧测力计拉橡皮条至O 点的 拉力一定沿AO 方向;而根据平行四边形定则 作出的合力,由于误差的存在,不一定沿AO 方 向,故一定沿AO 方向的是F′． (２)①根据“验证力的平行四边形定则”实验的 操作步 骤 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 是否把橡皮条的结点拉到同一位置O． 答案:(１)F′　(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” ２．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x轴,纵轴为 y轴,最小刻度表示１mm)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的大小可由测力计读出． 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,由测力计的示数读出两 个拉力 的 大 小 分 别 为 F１ ＝４．２N 和 F２ ＝ ５．６N． ①用５mm长度的线段表示１N的力,以O 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,即可得出力的平行四 边形定则． [解析]　(１)由测力计的读数规则可知,读数为 ４．０N． (２)①利用平行四边形定则作图． ②由图可知F合 ＝４．０N,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 １mm,顶点的纵坐标长度为２０mm,则可得出 F合 与拉力F 的夹角的正切值为０．０５． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰７５４􀅰 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 第二章　相互作用 [答案]　(１)４．０　(２)①F１、F２ 和F合 如图所示 ②４．０　０．０５ ３．(２０２３􀅰全国乙卷,２２)在“验证力的平行四边形 定则”的实验中使用的器材有:木板、白纸、两个 标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、 铅笔、细线和图钉若干．完成下列实验步骤: ①用图钉将白纸固定在水平木板上． ②将橡皮条的一端固定在木板上,另一端系在 轻质小圆环上．将两细线也系在小圆环上,它们 的另一端均挂上测力计．用互成一定角度、方向 平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计,小 圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力F１ 和F２ 的大小,并　　　　．(多选,填正确答案 标号) A．用刻度尺量出橡皮条的长度 B．用刻度尺量出两细线的长度 C．用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置 D．用铅笔在白纸上标记出两细线的方向 ③撤掉一个测力计,用另一个测力计把小圆环 拉到　　　　,由测力计的示数得到拉力F 的 大小,沿细线标记此时F 的方向． ④选择合适标度,由步骤②的结果在白纸上根 据力的平行四边形定则作F１ 和F２ 的合成图, 得出合力F′的大小和方向;按同一标度在白纸 上画出力F 的图示． ⑤比较F′和F 的　　　　,从而判断本次实验 是否验证了力的平行四边形定则． 解析:②将橡皮条的一端固定在木板上,另一端 系在轻质小圆环上．将两细线也系在小圆环上, 它们的另一端均挂上测力计．用互成一定角度、 方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力 计,小圆环停止时由两个测力计的示数得到两 拉力F１ 和F２ 的大小,还需要用铅笔在白纸上 标记出小圆环的位置以及用铅笔在白纸上标记 出两细线的方向．故选CD． ③撤掉一个测力计,用另一个测力计把小圆环 拉到相同位置,由测力计的示数得到拉力F 的 大小,沿细线标记此时F 的方向; ⑤比较F′和F 的大小和方向,从而判断本次实 验是否验证了力的平行四边形定则． 答案:②CD　③标记位置　⑤大小和方向 ４．某同学用钩码和弹簧测力计做“探究两个互成 角度的力的合成规律”实验． (１)请将实验内容补充完整: 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,在另一端绑上两根系有细绳套 的细线． B．其中一根细线挂上５个质量相等的钩码(每 个钩码质量均为５０g),使橡皮筋拉伸,如图 甲所示,记录　　　　、结点的位置O 和细 线方向． C．将图甲中钩码取下一个,并将细线用一光滑 铁钉B(可随时固定)支开,在另一细线上挂 上弹簧测力计,使两细线成一定角度,拉弹簧 测力计,如图乙所示,图中α、β 可测定,当 cosα cosβ ＝３４ 时,橡皮筋正好位于竖直方向且橡 皮筋与细线结点的位置与步骤B中结点的位 置O 重合,此时弹簧测力计的示数应为　　 　　 N(当地重力加速度g取１０m/s２)． (２)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 解析:(１)由实验原理可知本实验利用等效替代 法来验证“力的平行四边形定则”,图甲中钩码 的重力即合力大小,细线方向即合力方向,所以 应记录钩码的个数(细线上的拉力)、结点O 的 位置和细线方向,在用钩码和弹簧测力计一起 拉橡皮筋时,一定要将橡皮筋与细线结点的位 置与步骤B中结点的位置O 重合,此时应记录 钩码个数、弹簧测力计示数及对应的细线方向, 分析图乙中结点的受力情况可得水平方向有 ４mgcosα＝Fcosβ,代入数据得弹簧测力计的示 数应为F＝３mg＝１．５N． (２)由(１)知是等效替代法． 答案:(１)钩码的个数(细线上的拉力)　１．５　 (２)B ５．请完成“探究两个互成角度的力的合成规律”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． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰８５４􀅰 高考总复习　物理 (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F１ 和 F２ 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F＝　　　　 N和细绳的方向． (４)如图丁所示,已按一定比例作出了F１、F２ 和 F 的图示,请用作图法作出F１ 和F２ 的合力． (５)合力与F 大小相等,方向略有偏差,如果此 偏差仅由F１ 引起,则原因是F１ 的大小比真实 值偏　　　、F１ 与 F２ 的 夹 角 比 真 实 夹 角 偏 　　　　．(选填“大”或“小”) 解析:(２)要记下两分力F１ 和F２ 的方向． (３)弹 簧 测 力 计 的 示 数 要 估 读 一 位,即 F ＝３．００N． (４)由力的图示作出F１ 和F２ 的合力F′,如图所 示． (５)由丁图知,将F１ 减小或减小F１ 与F 的夹 角,合力F′与F 更接近重合,则原因是F１ 的大 小比真实值偏大、F１ 与F２ 的夹角比真实夹角 偏大． 答案:(２)两细绳的方向　(３)３．００　(４)见解 析图 (５)大　大 ６．某同学利用下图所示的装置探究两个互成角度 的力的合成规律:在竖直木板的表面上铺白纸, 固定两个光滑的滑轮A 和B,将绳子打一个结 点O,每个钩码的质量相等,当系统达到平衡 时,根据钩码个数读出三根绳子中的拉力F１、 F２ 和F３,回答下列问题． (１)改 变 钩 码 的 个 数,能 完 成 实 验 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,还有一个重要的步 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．用天平测出槽码的质量 (３)在作图时,你认为图　　　　(选填“甲”或 “乙”)是正确的． 解析:(１)由题图可以看出,F１ 和F２ 是“分力”, F３ 是“合力”．根据合力与分力的关系可知,F１、 F２ 和F３ 必须满足|F１－F２|≤F３≤F１＋F２;因 为实验中的 点 A 和 点B 是 不 同 的 两 点,所 以 AO、BO 两绳不可能同时处于竖直状态,即|F１ －F２|＜F３＜F１＋F２,A项错误,B、C、D三项均 正确． (２)在实验中需要记录两个分力及合力的大小 和方向,因此除需要记录钩码的数量外,还必须 记录结点 O 的位置,并记录 OA、OB、OC 的方 向,A项正确．因为实验中的三个力都能以每个 钩码的重量为单位标度,进而画出力的图示,所 以实验中不需要测量钩码的质量,B、C、D三项 均错误． (３)F３ 的方向一定是竖直向下的,同时根据平 行四边形定则作出的合力的理论值可能不在竖 直方向上,因此图甲是正确的． 答案:(１)BCD　(２)A　(３)甲 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰９５４􀅰 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 第二章　相互作用