第8节 实验：探究两个互成角度的力的合成规律-【金版教程】2026年高考物理一轮总复习首选用卷全书Word

第8节　实验：探究两个互成角度的力的合成规律

1．(2023·全国乙卷)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。

答案：②CD　③相同位置　⑤大小和方向

解析：②该实验的原理是，两个测力计共同作用的效果与使用一个测力计单独作用的效果相同，即橡皮条在同一方向伸长相同长度，则需要用铅笔标记出小圆环的位置；因为要作出力的图示，故需要记录F1、F2的大小和方向，所以还需要用铅笔在白纸上标记出两细线的方向。故选C、D。

③根据实验原理，撤掉一个测力计，用另一个测力计拉小圆环时，应使两次作用效果相同，即拉到相同位置。

⑤为判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则，应比较F′和F的大小和方向，看它们是否近似相同。

2．(2024·海南高考)为验证两个互成角度的力的合成规律，某组同学用两个弹簧测力计、橡皮

条、轻质小圆环、木板、刻度尺、白纸、铅笔、细线和图钉等器材，按照如下实验步骤完成实验：

(Ⅰ)用图钉将白纸固定在水平木板上；

(Ⅱ)如图d、e所示，橡皮条的一端固定在木板上的G点，另一端连接轻质小圆环，将两细线系在小圆环上，细线另一端系在弹簧测力计上，用两个弹簧测力计共同拉动小圆环到某位置，并标记圆环的圆心位置为O点，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点，大小分别为F1＝3.60 N、F2＝2.90 N；改用一个弹簧测力计拉动小圆环，使其圆心到O点，在拉力F的方向上标记P3点，拉力的大小为F＝5.60 N。请完成下列问题：

(1)在图e中按照给定的标度画出F1、F2和F的图示，然后按平行四边形定则画出F1、F2的合力F′。

(2)比较F和F′，写出可能产生误差的两点原因：_________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________。

答案：(1)如图所示。

(2)没有做到弹簧测力计、细线、橡皮条都与木板平行，读数时没有正视弹簧测力计(合理即可)

解析：(1)按照给定的标度画出F1、F2和F的图示，然后按平行四边形定则画出F1、F2的合

力F′，如答图所示。

(2)F和F′不完全重合，产生误差的可能原因是：没有做到弹簧测力计、细线、橡皮条都与木板平行，读数时没有正视弹簧测力计等。

3．“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处有固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图，F为用平行四边形定则作出的合力。

(1)本实验中“等效替代”的含义是________。

A．橡皮筋可以用细绳替代

B．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果

C．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果

D．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代

(2)图乙F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________。

(3)实验中用两个完全相同的弹簧测力计成一定角度拉橡皮筋时，必须记录的有________。

A．两细绳的方向

B．橡皮筋的原长

C．两弹簧测力计的示数

D．结点O的位置

(4)本实验中，采取下列哪些方法和步骤可以减小实验误差________。

A．两个分力F1、F2间的夹角越小越好

B．两个分力F1、F2的大小要适当大些

C．拉橡皮筋的细绳要稍短一些

D．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

(5)在实验中，如果将细绳换成橡皮筋，那么实验结果将________(选填“变”或“不变”)。