第2章 实验3 探究两个互成角度的力的合成规律(课件PPT)【高考快车道】2026年高考物理大一轮总复习
2025-11-07
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | 共点力的平衡 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 1.79 MB |
| 发布时间 | 2025-11-07 |
| 更新时间 | 2025-11-07 |
| 作者 | 长歌文化 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-11-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54724654.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中物理高考复习课件聚焦“探究两个互成角度的力的合成规律”实验,依据高考评价体系“四层四翼”,系统梳理教材原型实验与创新拓展实验两大核心考点,通过分析近五年高考真题明确实验操作、数据处理、误差分析等高频考查方向,归纳出等效替代法应用、力的图示绘制等常考题型,体现备考针对性。
课件亮点在于融合高考真题训练与核心素养培养,以2024海南高考题为例,通过力的图示绘制、误差原因分析等典型题型解析,强化科学探究和科学思维能力,提供弹簧测力计调零、标度统一等应试技巧,助力学生掌握得分关键,为教师高效复习教学提供清晰指导。
内容正文:
实验三 探究两个互成角度的力的合成规律
高中总复习·物理
目 录
01
立足”四层”·夯基础
02
着眼“四翼”·探考点
03
培养“思维”·重落实
概念 公式 定理
立足“四层”·夯基础
目 录
一、实验原理
如图所示,分别用一个力F、互成角度的两个力F1、F2,使同一条一端
固定的橡皮条伸长到 ,即伸长量相同,根据合力的定义,F为
F1和F2的 ,作出力F及F1、F2的图示,分析F、F1和F2的关系。
同一点O
合力
目 录
高中总复习·物理
二、实验器材
方木板,白纸,弹簧测力计(两个), ,小圆环,细绳套
(两个),三角板, ,图钉(若干), 。
橡皮条
刻度尺
铅笔
目 录
高中总复习·物理
三、实验步骤
1. 装置安装:在方木板上用图钉固定一张白纸,如图甲,轻质小圆环挂在橡皮条的一端,另一端固定,橡皮条的原长为GE。
2. 两力拉:如图乙,在小圆环上系上两个细绳套,用手通过两个弹簧测力
计互成角度地共同拉动小圆环,小圆环处于O点,橡皮条伸长的长度为
EO。用铅笔描下 、 ,并记录两弹簧测力计
的 。
O点位置
细绳套的方向
示数F1、F2
目 录
高中总复习·物理
3. 一力拉:如图丙,改用一个弹簧测力计单独拉住小圆环,仍使它处
于 ,记下细绳套的方向和弹簧测力计的 。
4. 重复实验:改变拉力F1和F2的大小和方向,重复做几次实验。
O点
示数F
目 录
高中总复习·物理
四、数据处理
1. 用铅笔和刻度尺从点O沿 的方向画直线,按选定的标度作
出F1、F2和F的图示。
2. 以F1和F2为邻边用刻度尺作 ,过O点画平行四边形的对
角线,此对角线代表的力记为F',如图丁。
3. 分析多次实验得到的多组数据,比较F与F'在误差允许的范围内是否完全 ,从而总结出两个互成角度的力的合成规律: 定则。
两细绳套
平行四边形
重合
平行四边形
目 录
高中总复习·物理
五、注意事项
1. 示数相同:使用弹簧测力计前,要先观察指针是否指在 ,
若指针不在零刻度处,要设法调整指针,使它指在零刻度处,再将两个弹
簧测力计的挂钩钩在一起,向相反方向拉,两个测力计的示数 方
可使用。
2. 位置不变:在同一次实验中,使橡皮条拉长时小圆环的位置一定要
。
3. 角度合适:用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,其夹
角不宜太小,也不宜太大,以60°~120°之间为宜。
零刻度处
相同
相
同
目 录
高中总复习·物理
4. 尽量减少误差:在合力不超出弹簧测力计的量程及在橡皮条弹性限
度内,形变应尽量 ;细绳套应适当 ,便于确定
力的方向。
5. 统一标度:在同一次实验中,画力的图示选定的标度要 ,并且
要恰当选定标度,使力的图示稍大一些。
大一些
长一些
相同
目 录
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题型 规律 方法
着眼“四翼”·探考点
目 录
考点一 教材原型实验
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所在位置,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。
目 录
高中总复习·物理
(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 。
解析: 由一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿AO方向;而作图作出的力,由于误差的存在,不一定沿AO方向,故一定沿AO方向的是F'。
F'
目 录
高中总复习·物理
(2)本实验采用的科学方法是 (填选项前字母)。
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: 一个力的作用效果与两个力的作用效果相同,它们是等效替
代的关系,B正确。
B
目 录
高中总复习·物理
(3)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,细绳的另一端各系上绳套;
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;
目 录
高中总复习·物理
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,以表示F1、F2的线段为邻边作平行四边形,并以这两个邻边之间的对
角线表示力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. 进行多组实验。比较F'和F的大小和方向,得出结论。
上述步骤中:①有重要遗漏的步骤的序号是 和 ;
C
E
目 录
高中总复习·物理
②遗漏的内容分别是
。
解析: ①根据“探究两个互成角度的力的合成规律”实验的操作步
骤可知,有重要遗漏的步骤的序号是C和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。
C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”
目 录
高中总复习·物理
[2024·海南高考14(2)题]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。
目 录
高中总复习·物理
(Ⅰ)用图钉将白纸固定在水平木板上;
(Ⅱ)如图甲、乙所示,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:
目 录
高中总复习·物理
(1)在图乙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'。
答案:见解析图
解析: 根据F1、F2与F的方向和大小作出的力的图示如图所示。
目 录
高中总复习·物理
① ;
② 。
解析: 由图可知F与F'不完全重合,该误差的原因可能是没有做到弹
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。
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
(2)比较F和F',写出可能产生误差的两点原因:
目 录
高中总复习·物理
考点二 创新拓展实验
如图所示,某实验小组同学利用DIS实验装置研究力的平行四边形
定则,A、B为两个相同的双向力传感器,该型号传感器在受到拉力时读数
为正,受到压力时读数为负。A连接质量不计的细绳,可沿固定的圆弧形
轨道移动。B固定不动,通过光滑铰链连接长为0.3 m的杆。将细绳连接在
杆右端O点构成支架。保持杆在水平方向,按如下步骤操作:
①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB=θ;
②对两个传感器进行调零;
③用另一根绳在O点悬挂一个钩码,记录两个传
感器的读数;
④取下钩码,移动传感器A改变θ角,重复上述实
验步骤,得到表格。
目 录
高中总复习·物理
F1/N 1.001 0.580 … 1.002 …
F2/N -0.868 -0.291 … 0.865 …
θ 30° 60° … 150° …
(1)根据表格,A传感器对应的是表中力 (选填“F1”或“F2”)。钩码质量为 kg(g取10 m/s2,结果保留1位有效数字)。
解析: A传感器中的力均为拉力,为正值,故A传感器对应的是表中
力F1,平衡时mg=F1sin θ,当θ=30°时,F1=1.001 N,可得钩码质量
m≈0.05 kg。
F1
0.05
目 录
高中总复习·物理
(2)本实验中多次对传感器进行调零,对此操作说明正确的是 。
A. 因为事先忘记调零
B. 何时调零对实验结果没有影响
C. 为了消除水平杆自身重力对结果的影响
D. 可以完全消除实验的误差
解析: 在挂钩码之前,对传感器进行调零,是为了消除水平杆自身
重力对结果的影响,故C正确。
C
目 录
高中总复习·物理
(3)实验中,让A传感器沿圆心为O的圆弧形(而不是其他形状)轨道移
动的主要目的是 。
A. 方便改变A传感器的读数
B. 方便改变B传感器的读数
C. 保持杆右端O的位置不变
D. 方便改变细绳与杆的夹角θ
解析: 让A传感器沿圆心为O的圆弧形轨道移动的过程中,传感器与
O点的距离保持不变,即保持杆右端O点位置保持不变,故A、B、D错
误,C正确。
C
目 录
高中总复习·物理
创新分析
1. 实验器材创新:用双向力传感器代替弹簧测力计,该型号传感器在受到
拉力时读数为正,受到压力时读数为负。
2. 实验原理创新:保持杆在水平方向,杆的弹力可以是拉力,也可以
是压力。
目 录
高中总复习·物理
某同学用两根完全相同的轻弹簧和一瓶矿
泉水等器材验证“力的平行四边形定则”。实验
时,先将一弹簧一端固定在墙上的钉子A上,另一
端挂矿泉水瓶,如图甲所示;然后将两弹簧一端分
别固定在墙上的钉子A、B上,另一端连接于结点O,在结点O挂矿泉水瓶,静止时用智能手机的测角功能分别测出AO、BO与竖直方向的偏角α、β,如图乙所示。改变钉子B的位置,按照上述方法多测几次。
目 录
高中总复习·物理
(1)依据上述方案并根据力的平行四边形定则,为画出力的合成图,必
须的操作是 (选填选项前的字母)。
A. 实验中要使AO、BO长度相同
B. 要测量弹簧的原长
C. 要测量图甲、乙中弹簧的长度
D. 实验中要使结点O的位置始终固定不变
BC
目 录
高中总复习·物理
解析: 实验中,题图甲用来测量合力,题图乙用来测量两个分力,
根据胡克定律可知,力的大小与弹簧形变量成正比,力的大小可用弹簧形
变量来表示,因此必须测量弹簧的形变量,但AO、BO长度不必相同,A错
误,B、C正确;实验中矿泉水瓶的重力是定值,所以不必保证O点固定不
变,D错误。
目 录
高中总复习·物理
(2)根据实验原理及操作,为验证力的平行四边形定则,在作图时,图
中 (选填“丙”或“丁”)是正确的。
解析: 实验中矿泉水瓶的重力方向始终竖直向下,所以x1需要沿着竖
直方向,故题图丙是正确的。
丙
目 录
高中总复习·物理
(3)某次实验中测得图乙中α=30°,β=45°,保持α偏角不变,将OB从
图乙中位置沿顺时针缓慢转到水平位置,则OA中弹簧的长度将
,OB中弹簧的长度将 (选填“一直增大”“一直减
小”“先减小后增大”或“先增大后减小”)。
解析: 对O点受力分析,O点处于动态平衡,重力的大小、方向不变,OA绳中拉力方向不变,根据平行四边形定则可得OA中弹力将一直变大,OB中弹力将先减小后增大,如图所示。所以OA中弹簧的长度将一直增大,OB中弹簧的长度将先减小后增大。
一直增
大
先减小后增大
目 录
高中总复习·物理
创新分析
1. 实验器材创新:用两根完全相同的轻弹簧和一瓶矿泉水来验证“力的平
行四边形定则”。
2. 数据测量创新:用智能手机的测角功能分别测出AO、BO与竖直方向的
偏角α、β。
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高中总复习·物理
培养“思维”·重落实
夯基 提能 升华
目 录
1. (2025·陕西宝鸡一模)小明同学用图甲所示的装置完成了“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验,实验步骤如下:
①用图钉把白纸固定在水平放置的木板上,
将橡皮条的一端固定在板上A点,两个细绳套系在橡皮条的另一端。
②用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套,互成角度地施加拉力,使橡皮
条伸长,结点到达纸面上某一位置。
③用铅笔描下结点位置,记为O,记录两个弹簧测力计的示数F1和F2。
④只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条拉到步骤②中的长度,记录
测力计的示数F3并沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出两个点。
⑤按照力的图示要求,作出拉力F1、F2和F3。
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高中总复习·物理
回答下列问题:
(1)步骤③中漏掉了记录两个力F1和F2 。
解析: 记录两个弹簧测力计的示数F1和F2及两个细绳(套)的方向。
方向
(2)步骤④中错误的是 。
解析: 两次拉橡皮条到同一点O,从而保证两次拉力的作用效果相同,即保证合力和分力的作用效果是相同的。
将结点拉到O点
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高中总复习·物理
(3)纠正上述步骤中的问题后,重新完成实验,根据标注的信息,做出
力F1、F2、F3的图示,如图乙所示。根据平行四边形定则做出F1、F2的合
力F,并比较F和F3 ,最终得出实验结论。
解析: 将由平行四边形定则求出的合力F
与用一个弹簧测力计把橡皮条的结点仍拉到位
置O时弹簧测力计的示数F3及其方向作比较,即可得出实验结论。
大小和方向
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高中总复习·物理
2. (2025·辽宁丹东模拟)在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中,如图甲所示,橡皮条的一端固定,一端挂一轻质小圆环,橡皮条的长度为GE。用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。圆环受到拉力F1、F2
的共同作用,处于O点,如图乙所示,橡皮条伸长的长度
为EO,撒去F1、F2,改用一个力F单独拉住小圆环,如图丙所示,使
小圆环仍处于O点。
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高中总复习·物理
(1)关于该实验,下列说法正确的有 (填选项前字母);
A. 不需要记录图甲中E点的位置
B. 重复实验再次进行探究时,圆环O的位置必须与前一次相同
C. 应在细绳上用笔尖记录间距较近的两点来确定细绳的方向
D. 在不超过橡皮筋弹性限度时,弹簧测力计示数要适当大些
解析: 已知橡皮条的长度为GE,实验要的是橡皮条伸长的长度,因
此不需要记录图甲中E点的位置,故A正确;重复实验再次进行探究时,避
免实验具有偶然性和特殊性,圆环O的位置应与前一次不同,故B错误;应
在细绳上用笔尖记录间距较远的两点来确定细绳的方向,以减小实验误
差,故C错误;弹簧测力计示数适当大些可减小实验误差,故D正确。
AD
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(2)在图丙中,弹簧测力计的示数如图丁所示,则读数F= N;
解析: 弹簧测力计的精确度是0.1 N,需估读到下一位,故读数为F
=3.70 N。
3.70
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高中总复习·物理
(3)若图乙中两弹簧测力计的读数分别为F1=3.00 N、F2=4.00 N,且F1、F2的夹角为锐角,则 (填“能”或“不能”)用一个量程为5 N的弹簧测力计测出F1、F2的合力。
解析: 若图乙中两弹簧测力计的读数分别为F1=3.00 N,F2=4.00
N,若两个力的夹角为90°,则有这两个力的合力大小为F合=
=5.00 N。若F1、F2的夹角为锐角,可知F1、F2的合力大小要大于5.00
N,因此不能用一个量程为5 N的弹簧测力计测出F1、F2的合力。
不能
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高中总复习·物理
3. (2025·北京平谷模拟)某同学做“探究两个互成角度的力的合成规
律”的实验。如图甲所示为某次实验中用手通过两个弹簧测力计共同拉动
小圆环的示意图,其中A为固定橡皮条的图钉,O为标记出的小圆环的位
置,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据该次实验结果画出的图。
(1)本实验主要采用的科学
方法是 (填选项前字母)。
A. 控制变量法
B. 等效替代法
B
解析: 该实验过程中,其合力与分力的作用效果相同,所以本实验
主要采用的科学方法是等效替代法。故选B。
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(2)图甲所示的操作过程是:用两个规格相同的弹簧测力计,通过细绳
沿平行木板平面的不同方向同时拉挂在橡皮筋一端的小圆环,将小圆环拉
至某点O,记下O点位置和两细绳的方向,并读出两个拉力的大小。左侧弹
簧测力计的示数F1=2.00 N,由图甲可读出右侧弹簧测力计的示数F2
= N。
1.90(1.89~1.91均可)
解析: 由题图甲可知,图中弹簧测量计每一个小格表示0.1 N,需估读到下一位,故所以其右侧弹簧测力计的读数为1.90 N。
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(3)图乙中的力F和力F',一定沿橡皮条AO方向的是 (选填“F”
或“F'”)。
F
解析:由题图乙可知,F'是F1和F2所组成的平行四边形的对角线。所以其为理论值,由此可知,F为实际值,即力F的方向一定沿橡皮条AO方向。
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(4)在另一次实验中,该同学用两个弹簧测力计,通过细绳对小圆环施
加平行木板平面的拉力作用,两个拉力的方向如图丙所示。如果小圆环可
视为质点,且小圆环、橡皮条和细绳的重力可忽略不计,小圆环平衡时,
橡皮条AO、细绳OB和OC对小圆环的拉力分别为F1、F2和F3,关于这三个
力的大小关系,正确的是 (填选项前字母)。
A
A. F1>F2>F3
B. F3>F1>F2
C. F2>F3>F1
D. F3>F2>F1
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解析:最后绳子的结点O静止,由平衡条件,竖直方向有F1=F2cos 30°+
F3cos 60°,水平方向有F2sin 30°=F3sin 60°,整理有F2=F3,F1=
F2,即F1>F2>F3,故选A。
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4. (2025·广东广州二模)如图甲,用量程为5 N的弹簧测力计,测量一个
超出其量程的物体的重力:
(1)将表面印有等距圆环的白纸固定在竖直放置的木板上;
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(2)三根细线分别与弹簧测力计一端、一个图钉、待测重物相连,弹簧
测力计的另一端固定,通过改变图钉在木板的位置调节细线OB,使细线的
结点O与圆环的圆心位置重合;
(3)标出OA、OB、OC的拉力方向,记录弹簧测力计的读数
N;
解析:(3)弹簧测力计的最小分度为0.1 N,读数时需
要估读到0.01 N,所以其读数为3.00 N。
3.00
(2.99~3.01均可)
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高中总复习·物理
②由作图结果可得重物的重力为 N
(结果保留一位小数)。
解析: ①做出力的图示,
如图所示:
②由作图结果可得重物的
重力为7.0 N。
7.0(6.8~7.2)
(4)①根据共点力平衡条件和平行四边形定则,用“力的图示”在图乙中作出OA、OB拉力的合力;
答案:见解析
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高中总复习·物理
5. (2025·福建厦门模拟预测)小明在探究“两个互成角度的力的合成规
律”时,用到两根相同的橡皮筋、木板、白纸、笔、图钉、细线和刻度
尺。请帮助他完善以下步骤。
(1)如图甲所示,先把两根橡皮筋a、b和细线P的一端连接,结点记
为O。
(2)用刻度尺测量橡皮筋a的原长,记为L0。
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高中总复习·物理
(3)如图乙所示,在木板上固定白纸,在白纸上的O1点固定橡皮筋b
的上端,用手拉动橡皮筋a的自由端,记录此时橡皮筋a的长度L1和结
点O的位置。
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高中总复习·物理
(4)如图丙所示,左手拉动橡皮筋a的自由端,右手拉动细线P,使得O点
两次位置重合,记录此时橡皮筋a的长度L2和 。
解析: 实验时要记录力的大小和方向,力的大小可以通过橡皮筋的
形变量获得,力的方向可以沿橡皮筋作直线获得,即需要记录此时橡皮筋
a的长度L2和Oa与OP的方向。
Oa与OP的方向
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高中总复习·物理
(5)把橡皮筋a和细线P互换位置再拉动,使O点位置再次重合且拉动方向
均 (填“一定不变”或“可以改变”),还需要记录
。
解析: 把橡皮筋a和细线P互换位置再拉动,需要使两次力的作用效
果相同,故需要再次使O点位置重合且拉动方向均一定不变,还需要记录
橡皮筋a的长度L3。
(6)根据胡克定律可知,橡皮筋a的弹力大小和形变是成正比,以形变量
的大小作为弹力F、F1及F2,根据记录的信息作出平行四边形,如图丁所
示,比较对角线F'与F的大小和方向是否大致相同,从而判断两个互成角度
的力的合成是否遵循平行四边形定则。
一定不变
橡皮
筋a的长度L3
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高中总复习·物理
6. (2025·福建南平三模)利用橡皮筋、弹簧测力计和圆形量角器等器材
验证力的平行四边形定则。
(1)量角器固定在水平桌面上,将带细绳套的橡皮筋一端用图钉固定,
如图甲。
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(2)两细绳套挂上弹簧测力计,互成角度拉两只弹簧测力计,将结点
拉至量角器圆心O点,如图乙,此时右侧弹簧测力计示数为
N,记录此时力F1、F2的大小和方向。在纸上作力F1、F2的图示并得到
合力F,如图丙。
5.00
解析: 由图乙结合读数规则可知弹簧测力计的读数为5.00 N。
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(3)改变两细绳套的夹角,仍将结点拉至O点,记录此时力F3、F4的大小和方向。
(4)请在图丙中作出F3、F4的合力F'的力的图示。
答案: 见解析
解析:根据平行四边形定则作出F3、F4的合力F',如图。
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(5)多次重复步骤(3)和(4),比较每次作出的合力,如果这些合力
在误差允许的范围内都 ,则说明一个力分解成两
个力有多种分解方式,分力与合力的关系遵循平行四边形定则。
解析: 根据实验数据可知,合力在误差允许的范围内都大小相等,方向相
同,则说明一个力分解成两个力有多种分解方式,分力与合力的关系遵循
平行四边形定则。
大小相等,方向相同
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