课时测评10 探究两个互成角度的力的合成规律（word练习）-【金版新学案】2026年高考物理高三总复习大一轮复习讲义（广东专版）

课时测评10　探究两个互成角度的力的合成规律 (时间：30分钟　满分：40分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 1.(8分)(2024·黑龙江哈尔滨高三检测)在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，实验装置及实验过程如图甲、乙、丙所示，E为橡皮筋原长时小圆环的位置，O为实验时小圆环被拉至的位置。 (1)图丁中弹簧测力计的示数为　　　　N。 (2)在实验过程中，不必记录的有　　　　。 A.图甲中E的位置 B.图乙中O的位置 C.OB、OC的方向 D.弹簧测力计的示数 (3)下列选项中，与本实验要求相符的是　　　　。 A.两细绳OB、OC夹角越大越好 B.读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度 C.实验时，只需保证两次橡皮筋伸长量相同即可 (4)某次实验记录纸如图戊所示，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点，拉力F的方向过P点；三个力的大小分别为：F1＝2.70 N、F2＝2.30 N和F＝4.00 N，得出正确实验结论后，请根据实验结论和图中给出的标度：①在图中作出F1和F2的合力； ②根据作图求出该合力大小为　　　　N。 答案：(1)2.35(2.33～2.37均可)　(2)A　(3)B　(4)①见解析图　②3.89(3.70～4.10均可) 解析：(1)弹簧测力计的最小分度值为0.1 N，估读到0.01 N，则题图丁中读数为2.35 N。 (2)必须要记录的有两个分力F1和F2的大小和方向、合力F的大小和方向，力的大小通过弹簧测力计读出，两次都要使小圆环被拉到O点位置，所以必须记录的有B、C、D；不需要记录的是题图甲中E的位置，故选A。 (3)两个细绳OB、OC夹角要适当大一些，但不能太大，合力一定时，两分力夹角太大导致两分力太大，测量误差变大，A错误；读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度，规范操作，B正确；实验时，不仅需保证两次橡皮筋伸长量相同，还必须都伸长至O点才行，C错误。 (4)①由于标度已经选定，作图时要保证表示F1、F2的线段长度分别为标度的2.7倍和2.3倍，作图如图所示； ②量出作图法求出的合力长度约为标度的3.89倍，所以合力大小为3.89 N。 2.(8分)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，取g＝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，选项A正确；该装置不需要每次实验都必须保证结点位于O点，选项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，选项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，选项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，该合力不完全竖直的可能原因是定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等。 3.(8分)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，可沿固定的圆心为O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。 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)。 (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 (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 答案：(1)F1　0.05　(2)C　(3)C 解析：(1)A传感器中的力均为拉力，为正值，故A传感器对应的是题表中的力F1。平衡时mg＝F1sin θ，当θ＝30°时，F1＝1.001 N，可求得m≈0.05 kg。 (2)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。 (3)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O点位置保持不变，故A、B、D错误，C正确。 4.(8分)(2024·广东珠海市斗门一中月考)有同学利用如图甲所示的装置来探究两个互成角度的力的合成规律：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重力相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3，回答下列问题： (1)改变钩码个数，实验可能完成的是　　　　(填正确答案前的字母)。 A.钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝5 B.钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4 C.钩码的个数N1＝N2＝N3＝4 D.钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5 (2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是　　　　(填选项前字母)。 A.标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向 B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度 C.用量角器量出三段绳子之间的夹角 D.用天平测出钩码的质量 (3)在作图时，你认为　　　　(选填“乙”或“丙”)是正确的。 答案：(1)BCD　(2)A　(3)乙 解析：(1)实验中的分力与合力的关系必须满足｜F1－F2｜≤F3≤F1＋F2(等号在反向或同向时取得)，因此B、C、D三项都是可以的。 (2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向。 (3)F3的方向一定竖直向下，由于存在误差，F1和F2的合力方向可能偏离竖直方向，所以乙是正确的。 5.(8分)(2025·广东潮州市高一上学期期末考试)如图甲为用等效替代法“验证力的平行四边形定则”的实验装置图。 (1)本实验中“等效替代”的含义是　　　　 。 A.橡皮筋可以用细绳替代 B.左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果 C.右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果 D.两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代 (2)请将下面实验的主要步骤补充完整； ①将橡皮筋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； ②沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，记录　　　　　　的位置，并记录两个拉力的大小及方向； ③再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端也拉至O点，记录　　　　　　　； (3)如图乙是某同学根据实验数据按照一定的标度(标度未画出)画出的力的图示，F1、F2、F、F'中不是由弹簧测力计测得的力是　　　　　　(填字母)。 答案：(1)D　(2)②结点O的位置　③拉力的大小及方向　(3)F' 解析：(1)该实验采用了“等效替代法”，即用两个弹簧测力计拉橡皮筋的效果和用一个弹簧测力计拉橡皮筋的效果是相同的，也就要求橡皮筋的形变量相同，故选D。 (2)②两次实验中应保证作用效果相同，故应记录结点O的位置。③“验证力的平行四边形定则”实验时需要记录两个分力以及合力的大小和方向，所以记录拉力的大小及方向。 (3)由于误差的存在，通过平行四边形定则得出的合力值与由弹簧测力计直接测得的力并不完全相等，通过平行四边形得出的合力值在对角线上，用一个弹簧测力计直接测得的力沿细绳方向，即沿AO方向，故F是由弹簧测力计直接测得的，F'是通过平行四边形定则得出的合力值，所以不是由弹簧测力计测得的力是F'，故填F'。 学生用书⬇第42页 学科网（北京）股份有限公司 $