第2章 实验三 探究两个互成角度的力的合成规律（教师用书Word）-【正禾一本通】2026年新高考物理高三一轮总复习高效讲义

这份高中物理讲义聚焦“探究两个互成角度的力的合成规律”实验专题，以平行四边形定则为核心，按实验思路、步骤、数据处理、误差分析的逻辑层次展开，通过实验流程梳理、考法透析（教材原型与拓展创新）、真题讲解（含辨析明理与例题解析）等环节，帮助学生系统掌握实验原理与操作要点。 讲义突出科学探究与科学思维培养，采用“原型实验巩固基础+创新实验提升能力”策略，如通过等效替代法理解合力与分力关系，结合作图法数据处理训练规范表达，设置分层例题（基础辨析、综合应用、创新拓展），助力学生高效突破实验难点，为教师提供针对性复习方案。

实验三　探究两个互成角度的力的合成规律 【备考目标】　1. 探究互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则。2. 学会用作图法处理实验数据，得出实验结论。 实验01步，理清实验过程　　　　　　　　　　　　　 1．实验思路 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同一点O，即伸长量相同，则F为F1和F2的合力，作出力F及F1、F2的图示，探究F和F1、F2的关系。 2．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O点的位置、细绳套的方向，并记录两弹簧测力计的示数F1、F2。 (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O点，记下细绳套的方向和弹簧测力计的示数F。 (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。 3．数据处理 (1)用铅笔和刻度尺从点O沿两细绳套的方向画直线，按选定的标度作出F1、F2和F的图示。 (2)以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，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重合，从而得到两个互成角度的力的合成规律：平行四边形定则。 4．误差分析 (1)弹簧测力计的读数不准确造成误差。 (2)弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间有摩擦。 (3)弹簧测力计和橡皮条、细绳没有保持与纸面平行。 (4)圆环的位置O和拉力的方向确定不准确。 (5)做力的图示时不准确或不规范造成误差。 [辨析明理] 判断下列说法的正误 (1)实验时，要保证橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内。(√) (2)用两个力拉橡皮条时，要让两个力之间的夹角尽量大。(×) (3)在同一次实验中，两次拉橡皮条时小圆环的位置O可以不重合。(×) (4)每次实验中需要记录的是弹簧测力计的示数、小圆环的位置O。(×) 实验02步，透析常见考法 类型(一) 教材原型实验 【例1】 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图所示，其中A处为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。 (1)本实验采用的科学方法是________。 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 (2)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，细绳的另一端系着绳套； C．用两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，读出两弹簧测力计的示数； D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F； E．只用一弹簧测力计，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力F′的图示； F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。 ①上述步骤中，有重要遗漏的步骤的序号是________和________； ②遗漏的内容分别是：_____________________________________________________ 和________________________________________________________________________。 解析：(1)该实验采用的科学方法是等效替代法，故B正确。 (2)①根据实验的操作流程可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、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了同一位置O。 答案：(1)B　(2)①C　E　②C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” 【例2】 (2024·江苏镇江期末)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，实验装置及过程如图甲、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，必须记录的有________。 A．甲图中E的位置 B．乙图中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夹角要尽量大 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 D．多次实验时，均应将小圆环拉到O点处 (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。得出正确的实验结论后，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为________N。 解析：(1)弹簧测力计最小分度为0.1 N，读数要读到0.01 N，图中读数为2.36 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。 (3)两细绳OB、OC夹角要适当大一些，但不能太大，合力一定时，两分力夹角太大则两分力很大，导致测量误差变大，故A错误；读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度，规范操作，故B正确；实验时，不仅需保证两次橡皮筋伸长量相同，还必须都是沿竖直方向伸长至O点才行，故C错误；同一次实验时，要保证弹簧测力计把小圆环拉到的位置相同，故D错误。 (4)由于标度已经选定，作图时要保证表示F1、F2的线段长度为标度的2.7倍和2.3倍，作图如图所示，量出作图法求出的合力长度约为标度的3.99倍，所以合力大小为3.99 N。 答案：(1)2.36　(2)BCD　(3)B　(4)见解析　3.99 类型(二) 拓展创新实验 1．力的提供或测量方式的改进 如用钩码的重力或个数表示力的大小，用橡皮条的形变量表示力的大小等。 2．实验模型和原理的创新 如用三个共点力的平衡模型代替本实验中两次拉橡皮条的等效模型等。 【例3】 (2024·广东惠州检测)一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中验证力的平行四边形定则。 (1)如图甲，在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶________时电子秤的示数F。 (2)如图乙，将三根细线L1、L2、L3的一端打结，另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉A和水壶杯带上。水平拉开细线L1，在白纸上记下结点O的位置、____________的方向和电子秤的示数F1。 (3)如图丙，将另一颗墙钉B钉在与O同一水平位置上，并将L1拴在其上，手握电子秤沿着(2)中L2的方向拉开细线L2，使________的位置和三根细线的方向与(2)中重合，记录电子秤的示数F2。 (4)在白纸上按一定标度作出电子秤拉力F、F1、F2的图示，根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F′的图示，若__________________________________________________， 则平行四边形定则得到验证。 解析：(1)要测量装满水的水壶的重力，应记下水壶静止时电子秤的示数F。 (2)要画出平行四边形，需要记录分力的大小和方向，所以在白纸上记下结点O的位置的同时，也要记录三根细线的方向以及电子秤的示数F1。 (3)已经记录了一个分力的大小，还要记录另一个分力的大小，则结点O的位置不能变化，力的方向也不能变化，所以应使结点O的位置和三根细线的方向与(2)中重合，记录电子秤的示数F2。 (4)根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F′的图示，若F和F′在误差范围内重合，则可验证平行四边形定则。 答案：(1)静止　(2)三根细线　(3)结点O　(4)F和F′在误差范围内重合 学科网（北京）股份有限公司 $