课后跟踪训练（12）　探究互成角度的力的合成方法-【优化指导】2026年物理一轮复习高中总复习·第1轮（粤教版）

1．(2025·北京海淀区高三检测)图甲为“探究互成角度的力的合成方法”的实验装置图． 下面是实验的主要操作步骤： a．将橡皮条的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计； b．沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮条的活动端拉到某一位置，将此位置标记为O点，并记录两个拉力F1、F2的大小及方向； c．再用一个弹簧测力计将橡皮条的活动端仍拉至O点，记录测力计拉力的大小及方向． (1)图乙是在白纸上根据实验结果作出的力的图示，其中__________表示力F1和F2合力的理论值(填“F”或“F′”). (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 (3)本实验中F1、F2的夹角应该是________． A．大一些好 B．适当的大小 C．小一些更好 (4)本实验中若用细长的橡皮条替代两根绳套，你认为该办法是________的(填“可行”或“不可行”). (5)本实验与“探究相互作用力的大小关系”的实验都需要用到两个弹簧测力计，请你设计一种两实验通用的选择测力计的方法________________________________________． 答案：(1)F′　(2)B　(3)B　(4)可行　(5)见解析 解析：(1)由题图乙可知，F′是通过F1和F2的图示作平行四边形得到的，故F′表示力F1和F2合力的理论值． (2)本实验中用两个弹簧测力计拉橡皮条时的结点与用一个弹簧测力计拉橡皮条时，结点的位置相同，故本实验用的科学方法是等效替代法，B正确． (3)在实验中F1、F2的夹角应该取适当的大小，B正确． (4)由于O点的作用效果相同，将两个细绳套换成两根橡皮条，不会影响实验结果，所以是可行的． (5)两个弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩对拉，若两只弹簧测力计在对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另换弹簧测力计，直至读数相同为止． 2．请完成“验证力的平行四边形定则”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． (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，已按一定标度作出了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__________(均填“大”或“小”). 答案：(2)两细绳的方向　(3)3.00　(4)见解析图　(5)大　大 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＝3.00 N. (4)根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F′，如图所示． (5)由图可知，将F1减小或减小F1与F2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． 3．某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴(横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上，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，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．测力计的示数如图乙所示，则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F1＝4.2 N和F2＝5.6 N. ①用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O点为作用点，在图甲中画出力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，则两个互成角度的力的合成规律满足平行四边形定则． 答案：(1)4.0　(2)①见解析图　②4.00　0.05 解析：(1)由测力计的读数规则可知，读数为4.0 N. (2)①利用平行四边形定则作图，F1、F2和F合如图所示． ②由图可知F合＝4.00 N，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1 mm，顶点的纵坐标长度为20 mm，则可得出F合与拉力F的夹角的正切值为0.05. 4．某学生实验小组设计了一个“验证力的平行四边形定则”的实验，装置如图甲所示，在竖直放置的木板上部附近两侧，固定两个力传感器，同一高度放置两个可以移动的定滑轮，两根细绳跨过定滑轮分别与两力传感器连接，在两细绳连接的结点O下方悬挂钩码，力传感器1、2的示数分别为F1、F2，调节两个定滑轮的位置可以改变两细绳间的夹角．实验中使用若干相同的钩码，每个钩码质量均为100 g，g取9.8 m/s2. (1)关于实验，下列说法正确的是________． A．实验开始前，需要调节木板使其位于竖直平面内 B．每次实验都必须保证结点位于O点 C．实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向 D．实验时还需要用一个力传感器单独测量悬挂于O点钩码的总重力 (2)根据某次实验得到的数据，该同学已经按照力的图示的要求画出了F1、F2(如图乙)，请你作图得到F1、F2的合力F(只作图，不求大小)，并写出该合力不完全竖直的一种可能原因__________________________________________________________________________. 答案：(1)AC　(2)见解析图　定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等(回答出一项合理答案即可) 解析：(1)实验开始前，需要调节木板使其位于竖直平面内，以保证钩码重力等于细绳的拉力，A正确；该装置不需要每次实验保证结点位于O点，B错误；实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向，C正确；因为每个钩码的重力已知，所以不需要测钩码总重力，D错误． (2)利用平行四边形定则作出F1和F2的合力F，如图所示，该合力方向不完全在竖直方向的可能原因是定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等． 5．某兴趣小组的同学为了验证“互成角度的力的合成方法”，设计了一个实验方案，在圆形桌子桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮(滑轮上侧所在平面与桌面平行)，滑轮P1固定，滑轮P2、P3可沿桌边移动，如图所示．可供选择的实验器材有：刻度尺、三角板、铅笔、白纸、一根橡皮条、三根细线、质量相同的钩码若干． 部分实验操作步骤如下： ①将橡皮条中央处和两端点分别与三根细线相连； ②将连在橡皮条中央的细线跨过固定滑轮P1，连接橡皮条两端点的细线跨过可动滑轮P2、P3； ③在三根细线的下端分别挂上一定数量的钩码，使连在橡皮条中央的细线与橡皮条的结点O静止． (1)为完成本实验，下列物理量必须测量或记录的是________(填选项前字母). A．橡皮条的原长 B．两端橡皮条伸长后的长度 C．钩码的质量 D．三根细线所挂钩码的个数 (2)在完成本实验的过程中，下列操作或描述正确的是________(填选项前字母). A．连接橡皮条两端点的细线长度必须相同 B．细线OP1必须在OP2与OP3夹角的角平分线上 C．记录图中O点的位置和OP1、OP2、OP3的方向 D．不改变OP1所挂钩码的个数和OP1的方向，改变OP2与OP3的夹角重复实验，O点不用在桌面上同一位置 (3)实验中，若桌面不水平________(填“会”或“不会”)影响实验的结论． 答案：(1)D　(2)CD　(3)不会 解析：(1)橡皮条伸长后的拉力大小等于所挂钩码的重力，所以钩码的个数必须记录，又钩码质量相同，则不用测量钩码的质量，橡皮条的原长和伸长后的长度不用测量，D正确． (2)连接橡皮条两端点的细线长度不影响橡皮条的拉力大小，故长度不用相同，A错误；细线OP1上力的方向与细线OP2、OP3上两力的合力方向相反，由于OP2、OP3上两力的合力方向是任意的，故OP1不需要在角平分线上，B错误；实验中，需要测量OP1、OP2和OP3上力的大小和方向，故必须记录图中OP1、OP2、OP3的方向以及结点O静止时三根细线所挂钩码的个数，同时记录结点O的位置，C正确；不改变OP1所挂钩码的个数和方向，改变OP2与OP3的夹角重复实验，OP1上力的大小、方向保持不变，另两个力的合力只要跟它等大反向即可保持O点平衡，故O点的位置可以改变，D正确． (3)若桌面不水平，三根线上的拉力大小也为各自所挂钩码重力大小，不会影响实验结论． 学科网（北京）股份有限公司 $$