第三章 实验二 探究两个互成角度的力的合成规律-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理必修第一册同步课件（粤教版）

物理 必修第一册 YJ 1 2 实验二 探究两个互成角度的力的合成规律 刷题型 2 1.［江苏连云港新海高级中学2025高一上期中］（多选）在“探究两个互成角度的力的合成规律” 实验中，如图所示，用、两只弹簧测力计把橡皮条上的结点拉到某一位置 ，这时两绳套 、的夹角小于 ，现在保持弹簧测力计的示数不变而改变其拉力方向使 角变小，那 么要使结点仍在位置，就应该调整弹簧测力计的拉力大小及 角，下列调整方法中可行的是 ( ) AB A.增大的拉力，增大 角 B.增大的拉力， 角不变 C.减小的拉力，减小 角 D.的拉力大小不变，增大 角 题型1 实验操作与数据分析 3 解析 由题意可知, 保持点位置不动,即合力大小、方向均不变,弹簧测力计 的示数不变,只要符合该条件而且能够作 出力的平行四边形即可；保持长度不变，将绕橡皮条上的力端点转动形成一个圆弧, 的一个 端点不动,另一个端点在圆弧上滑动即可看出结果,如图所示.由于两绳套、的夹角小于 , 在力的三角形中,、的顶角为钝角,当顺时针转动时,、 的顶角先逐渐减小为直角后减小 为锐角,由图可知,这个过程中一直增大,但 角先减小后增大,故A、B正确,C、D错误. 题型1 实验操作与数据分析 4 知识拓展 两个分力的夹角太小或太大,、 数值太小,应用平行四边形定则作图时,会造成偶然误差.两个弹 簧测力计拉绳套时,夹角以 为宜. 题型1 实验操作与数据分析 5 2.［广东潮州2025高一上期中］某实验小组探究两个互成角度的力的合成规律.如图甲所示，橡皮 条的一端固定，另一端挂有轻质小圆环，橡皮条的长度为 .在图乙中，用两个弹簧测力计共同 拉动拴在小圆环上的两条细绳，小圆环受到拉力、的共同作用，静止于点，记录、 的 大小和方向.撤去、，改用一个力单独拉住小圆环，保证与、 共同作用的效果是相同的， 记录力的大小和方向，利用图示法画出力、、 ，探究三者的关系. 丙 题型1 实验操作与数据分析 6 （1）本实验采用的实验方法主要是____________（填“控制变量法”或“等效替代法”）. 等效替代法 解析 合力与分力作用效果相同,所以本实验采用的实验方法主要是等效替代法. （2）请简述实验中如何保证“力单独作用时，与、 共同作用的效果是相同的”：________ ____________________________________________________. 实验中 力单独作用时,与、共同作用时都使小圆环静止于点 解析 实验中力单独作用时,与、共同作用时都使小圆环静止于点,以此保证力 单独作用时, 与、 共同作用的效果是相同的. 题型1 实验操作与数据分析 7 （3）下列操作有利于减小实验误差的是___（填字母代号）. A.拴在小圆环上的两条细绳必须等长 B.在记录力的方向时，标记同一细绳方向的两点要远些 C.用两弹簧测力计同时拉小圆环时，两条细绳之间的夹角必须取 B 题型1 实验操作与数据分析 8 解析 拴在小圆环上的两条细绳不一定必须等长,但是适当长一些有利于减小在确定力的方向时的 误差,故A错误；在记录力的方向时,标记同一细绳方向的两点要远些,有利于减小在确定力的方向 时的误差,故B正确；用两弹簧测力计同时拉小圆环时,两条细绳之间的夹角不一定必须取 ,故C 错误. 题型1 实验操作与数据分析 9 （4）某次实验记录了和的方向如图丙中虚线所示，和的大小分别为和 ，图中 已经画出了的大小和方向.请根据图中给出的力的标度，完成力、 的图示. [答案] 见解析 解析 根据力的标度,作出力的图示如图. 题型1 实验操作与数据分析 10 3.［湖北武汉华中师大第一附中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； 题型1 实验操作与数据分析 11 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. 题型1 实验操作与数据分析 12 （1）对于本实验，下列说法或操作正确的是___；（填选项前的字母） 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 B 题型1 实验操作与数据分析 13 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. 题型1 实验操作与数据分析 14 （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. 题型1 实验操作与数据分析 15 4.［云南昆明2025高一上期末］某同学尝试做验证力的平行四边形定则的实验.他找来了定滑轮、 细线和3个质量不同的苹果，3个苹果的质量分别为、、，且 ，按如下的 步骤进行实验： A.在墙上贴一张白纸用来记录细线的方向； B.将定滑轮固定，用细线、、 把苹果系好，并绕过定滑轮竖直悬挂； C.苹果保持静止状态时，记下结点位置以及3根细线的方向； D.根据苹果的重力在白纸上按一定的标度作出力的图示. 若某次实验时，细线的方向如图所示，回答以下问题. 题型2 实验创新 16 （1）若 ， ，则最右侧的苹果质量为____（填“”“”或“ ”）. 解析 对结点受力分析,如图所示.三个苹果均处于静止状态,根据平衡条件可得 , ,所以最小,则最右侧的苹果质量最小,最右侧的苹果质量为 ,中间的苹果质量最大, 为,最左侧的苹果质量为 . （2）要使三个苹果能够保持静止，细线悬挂苹果的质量 的取值范围是___________________ _________（用、 表示）. 解析 根据第（1）问的分析,结合合力与分力的大小关系可知, . 题型2 实验创新 17 （3）在白纸上按一定标度作出力的图示，若细线、、的拉力分别用、、 表示，根据力 的平行四边形定则作出和的合力 ，则一定在竖直方向的是___. A. B. C. D. D 题型2 实验创新 18 解析 是用平行四边形定则得到的理论值,根据平衡条件可知和的合力与 是一对平衡力, 而是实际值,方向一定是竖直向下的,由于存在误差, 的方向可能不是竖直向上.故选D. 题型2 实验创新 19 5.［河南省实验中学2025高一上月考］某同学设计了实验来验证力的平行四边形定则，实验步骤 如下：①用天平测得物块的质量为.②如图甲,两根竖直杆相距为，用长为 的不可伸长的轻绳， 穿过光滑的轻质动滑轮，动滑轮下端连接物体，轻绳两端分别固定在杆上、 两点，在轻绳的 左端连接力传感器，力传感器的重力忽略不计.改变物块的质量，记录力传感器的示数 ，重 力加速度为 . 甲 乙 题型2 实验创新 20 （1）要验证力的平行四边形定则，力传感器的示数与物块的质量 应满足关系式 _ ___________（用题中给出的物理量表示）. 解析 如图所示,设滑轮处为点,段绳长为,设段绳长为,和 与竖直 方向的夹角为 . 由几何关系可知 , 又 , 可得 , 由平衡条件可得 , 又 , 联立解得 . 题型2 实验创新 21 （2）轻绳的端沿杆向上移动到 ，力传感器的示数______（填“变大”“变小”或“不变”）. 不变 解析 由（1）分析可知,轻绳的端沿杆向上移动到,不变, 不变,则力传感器的示数不变. 题型2 实验创新 22 （3）某同学改变物块的质量，作的图像，如图乙，图像的斜率为 ，但是他忘记了记录间 距的大小，______（填“可以”或“不可以”）利用图乙和已知物理量求出（，， 已知）. 可以 解析 由（1）可知,的图像斜率为,则,解得 ,可利用题 图乙和已知物理量求出 . 题型2 实验创新 23 $$