练案13 第二章 第13讲 实验三 探究两个互成角度的力的合成规律-【衡中学案】2026年高考物理一轮总复习练案

可知m-L图像的斜来为点-22)X0=子gm g-(16-4)×103m 3.(1)OF②F,和F'(2)A 得k=9.80×NVm=2.45N/mg [解析](1)由力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F,'= 3.(1)6.04.6.05(2)3(3)48.6 Fuan 30=5 31 [解析]（1)根据压缩量的变化量为△L3=L6-L,=（18.09- 通过比较F,和F',在误差范围内相同，则可判断两个互成角 12.05)cm=6.04cm 度的力的合成遵循平行四边形定则。 压缩量的平均值为AL-L,+△L,+AL (2)两个绳套在转动过程中，合力保持不变，根据平行四边形定 3 则画出图像，如图所示，由图像可知，绳套1的拉力大小逐渐增 =6.03+6.08+6.04m=6.05cm。 大，故A正确。 3 (2)因三个△L是相差3个钢球的压缩量之差，则所求平均值为 管中增加3个钢球时产生的弹簧平均压缩量。 套1 (3)根据钢球的平衡条件有3 mgsin0=k·△L 解得k=3 mgsin0_3x0,2×98×sim30Vm≈48.6Wm。 AL 6.05×10-2 6绳套2 4.(1)m -(2)1.0×1020.21 4.(1)BCD(2)A(3)甲 cos Q [解析](I)实验中的分力与合力的关系必须满足IF-F2I≤ [解析](1)橡皮筋拉力沿竖直方向的分力大小等于钩码的重 F≤F,+F,(等号在反向或同向时取得)，因此B、C、D三项都 力，即Teos a=mg,T=mg 是可以的。 cos a (2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是标记结点O的 (2)根据胡克定律得T=(l-6),T=m,联立解得1=上 cos a cos a mg 位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向，故选A。 ,图线斜率为 (3)F,的方向一定竖直向下，由于测量误差F,和F2的合力方 2.0-1 mg' 3.0-20)x102nmmg0.1×10N,解得 向可能偏离竖直方向，所以甲是正确的。 k=1.0×10N/m:延长图乙中的图线与l轴交点表示橡皮筋的 练案[14] 原长，即。=0.21mo 1.C把手中的铅球由静止释放后，球能竖直下落，是由于球受到 练案[13] 竖直向下的重力的缘故，故A错误；惯性只与质量有关，与速度 无关，故B错误：牛顿第一定律也被叫作惯性定律，故C正确： 1.(1)AC(2)F(3)A(4)3.00 公共汽车紧急刹车时，乘客会向前倾倒，这是由于乘客具有惯 [解析](1)测量力的实验要求尽量准确，为了防止摩擦对实 性，惯性不是力，不能说受到惯性力的作用，故D错误。 验结果产生误差，故拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近 2.B小球突然相对水平桌面向后运动，是因为动车突然向前加 木板且与木板平面平行，A正确；实验中只要求效果相同，而两 速，因为惯性，小球会保持原来的运动状态，所以会相对于水平 弹簧测力计系的两条细线不必等长，B错误；为了准确地测量力 桌面向后运动，故B正确。 的大小，故下、F和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量3.B书放在水平桌面上，书相对于桌面不滑动，书受到的是静摩 程，C正确：为减小测量误差，F、F,两力夹角不能太大也不能 擦力。若书不滑动，由f=umg=mam,解得高铁的最大加速度 太小，但F、F2方向间夹角不一定为90°，D错误。 为am=g=4m/s2,即若书不滑动，高铁的最大加速度不超过 (2)由实验步骤可得，乙图中F:、F,、F、F四个力，F是根据平行 4m/s2,B正确。 四边形作图得到的，故不是由弹簧测力计直接测得的。 4.D根据牛顿第二定律F-mg=a,可得a=(63-60)×10 m/s2 (3)实验中，要求先后两次力的作用效果相同，指的是橡皮条沿 60 同一方向伸长同一长度，B、C、D错误，A正确。 =0.50/s2,则电梯向上加速运动。故选D。 (4)由丙图可知，测量中弹簧测力计M的示数为3.00N。 5.AC儿童从底端缓慢走到顶端时，处于平衡状态，所受摩擦力 2.(1)98N/m(3)图见解析4.90(4.70~5.10之间都可以) 为静摩擦力，跟重力沿斜面向下的分力平衡，所以大小为mgsn0, (4)大小和方向 方向沿斜面向上，故A正确，B错误；儿童下滑时受到的摩擦力 [解析](1)弹簧的劲度系数为 为滑动摩擦力，大小为F,=umgcos6,下滑时的加速度大小为a k=mg-0.1x9.8 N/m=98 N/mo =mgsin0-ungcos0 =gsin0-gcos0,方向沿斜面向下，故C △x-0.01 (3)a弹簧的伸长量为4.00cm的弹力 正确，D错误 0.98N F=hx =3.92 N ==1 6.B由/=6mn得刀F6,其中fr,的国际单位制单位分别 b弹簧的伸长量为2.00cm的弹力F,= 是kg·m/s2、m、m/s,故若采用国际单位制中的基本单位来表 kx=1.96N 图示法画出二者的合力如图所示 示)的单位，其单位为g:mg=g,B正确。 m·m/sm·s1 由作图结果可得合力F合=4.90N。 7.B木块始终没有与后壁分离，则木块和空铁箱水平方向的加 (4)以0点为力的作用点，按照同一标度 速度相同，水平拉力F逐渐减小，则整体加速度α逐渐减小，铁 画大小为G、方向与重力方向相反的力F。比较F与F'的大小 箱对木块的支持力F、=m块a逐渐减小，故A错误；木块与空 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。 铁箱相对静止时，摩擦力等于重力，不变，当木块与空铁箱相对 588练案[13]第13讲实验三 探究两个互成角度的力的合成规律 1.(2025·广东深圳月考)实验小组的同学利用图甲实 C.橡皮条伸长到同一长度 验装置探究“求合力的方法”实验。图中橡皮条的一 D.两个弹簧测力计拉力F,和F,的大小之和等于 端固定在水平木板上，M、N为弹簧测力计，A为固定 一个弹簧测力计拉力的大小 橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC (4)丙图是测量中弹簧测力计M的示数，读出该力大 为细绳。请回答下列问题： 小为 N。 2.某兴趣小组设计实验验证“力的平行四边形定则”。 提供的实验器材有：两根完全相同的轻弹簧、手机、1 个100g钩码、不计质量的细线、重力为G的重物、刻 度尺。重力加速度g=9.8m/s2,主要实验步骤如下： 0.98N 单位：N 0 丙 乙 丙 (1)如图甲所示，用轻弹簧竖直挂起1个100g钩码 (1)下列说法中正确的是 (选填正确选项前 时，测出弹簧伸长量为1.00cm,则弹簧的劲度系 字母)。 数为 A.拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板 (2)如图乙所示，用两根轻弹簧互成角度地悬挂重物， 且与木板平面平行 待稳定时测出a弹簧的伸长量为4.00cm,b弹簧 B.两弹簧测力计系的两条细线必须等长 的伸长量为2.00cm,用手机软件测出两侧细线与 C.F、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计 竖直方向的夹角分别为αB。 的量程 (3)在白纸上以0点为力的作用点，画出OA、OB的拉 D.为减小测量误差，F、F2方向间夹角应为90° 力方向如图丙中两侧虚线所示，请用力的图示法 (2)根据实验数据在白纸上所作图如图乙所示，乙图 画出两弹簧的拉力和它们的合力F(已知单位长 中F、F2、F、F四个力，其中力 （选填上 度表示的力为0.98N),由作图结果可得合力F= 述字母)不是由弹簧测力计直接测得的。 N(保留两位小数)。 (3)实验中，要求先后两次力的作用效果相同，指的是 (4)以0点为力的作用点，按照同一标度画大小为G、 (选填正确选项前字母)。 方向与重力方向相反的力F'。比较F与F'的 A.橡皮条沿同一方向伸长同一长度 ,从而判断本次实验是否验证了力的平 B.橡皮条沿同一方向伸长 行四边形定则。 —339 3.某实验小组用一个弹簧测力计和一个量角器等器材4.有同学利用如图所示的装置来探究两个互成角度的 探究两个互成角度的力的合成规律，设计了如图所示 力的合成规律，在竖直木板上铺有白纸，固定两个光 的实验装置，固定在竖直木板上的量角器的直边水 滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的重 平，橡皮筋的一端固定于量角器的圆心O的正上方A 量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根 处，另一端系上绳套1和绳套2。主要实验步骤如下： 绳子的拉力F、F2和F3,回答下列问题： 套1 0 180° 30° 150 60° 90 1209 b绳套2 I.将弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使 橡皮筋与绳套的结点到达0处，记下弹簧测力计的示 (1)改变钩码个数，实验可能完成的是 (填正 数F; 确答案标号)。 Ⅱ.将弹簧测力计挂在绳套1上，沿水平方向缓慢拉橡 A.钩码的个数N1=N2=2,N3=5 皮筋，同时用手拉着绳套2沿120°方向缓慢拉橡皮 B.钩码的个数N1=N3=3,N2=4 筋。使橡皮筋与绳套的结点到达O处，记下弹簧测力 C.钩码的个数N=N2=N3=4 计的示数F,; D.钩码的个数N1=3,N2=4,N3=5 Ⅲ.根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力大小 (2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是 F,'=①； (填选项前字母)。 V.比较②，若在误差允许的范围内相同，即可判 A.标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳 断两个互成角度的力的合成遵循平行四边形定则； 子的方向 V.只改变绳套2的方向，重复上述实验步骤。 B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度 回答下列问题： C.用量角器量出三段绳子之间的夹角 (1)完成实验步骤：① ;② D.用天平测出钩码的质量 (2)将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向，同时绳套 (3)在作图时，你认为 (选填“甲”或“乙”)是 2由120°方向缓慢转动到180°方向，此过程中保 持橡皮筋与绳套的结点在0处不动，保持绳套1 正确的。 和绳套2的夹角120°不变。关于绳套1的拉力大 小的变化，下列结论正确的是 (填选项前的 标号)。 A.逐渐增大 B.先增大后减小 C.逐渐减小 D.先减小后增大 —340—