第2章 实验3 探究两个互成角度的力的合成规律(Word练习)-【高考快车道】2026年高考物理大一轮总复习

实验三　探究两个互成角度的力的合成规律 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。 回答下列问题： （1）步骤③中漏掉了记录两个力F1和F2　　　。 （2）步骤④中错误的是　　　　　　　　　　。 （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。 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。 （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 （2）在图丙中，弹簧测力计的示数如图丁所示，则读数F＝　　　　N； （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。 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 （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。 （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'”）。 （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.F1＞F2＞F3 B.F3＞F1＞F2 C.F2＞F3＞F1 D.F3＞F2＞F1 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； （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； （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； ②由作图结果可得重物的重力为　　　　　N（结果保留一位小数）。 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。 （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。 （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　　　　　。 （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　　　　　　　。 （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。 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。 （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。 （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。 （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。 实验三　探究两个互成角度的力的合成规律 1.（1）方向　（2）将结点拉到O点　（3）大小和方向 解析：（1）记录两个弹簧测力计的示数F1和F2及两个细绳（套）的方向。 （2）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。 （3）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。 2.（1）AD　（2）3.70　（3）不能 解析：（1）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。 （2）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）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。 3.（1）B　（2）1.90（1.89～1.91均可）　（3）F　（4）A 解析：（1）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。 （2）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。 （3）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。 （4）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。 4.（3）3.00（2.99～3.01均可） （4）①见解析　②7.0（6.8～7.2） 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。 （4）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。 5.（4）Oa与OP的方向　（5）一定不变　橡皮筋a的长度L3 解析：（4）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。 （5）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.（2）5.00　（4）见解析　（5）大小相等，方向相同 解析：（2）由图乙结合读数规则可知弹簧测力计的读数为5.00 N。 （4）根据平行四边形定则作出F3、F4的合力F'，如图。 （5）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。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $