7 第3章 第4节 第2课时 实验：探究两个互成角度的力的合成规律-课后达标检测-【优学精讲】2025-2026学年高中物理必修第一册教用课件(人教版)

第4节　第2课时　课后达标检测 1 1．(2025·辽宁丹东市期中)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为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。请回答下列问题： 4 5 1 2 3 课后达标检测 (1)根据实验数据在白纸上作图如图乙所示，图乙中F1、F2、F、F′四个力，其中力________不是由弹簧测力计直接测得的，方向一定在AO延长线上的力是________。 解析：题图乙中的F是以F1与F2为邻边作平行四边形得到的，不是由弹簧测力计直接测出的；F′是用一个弹簧测力计将节点拉到O位置，所以方向一定在AO延长线上，由于误差原因，F方向不一定在AO延长线上。 F　 F′ 4 5 1 2 3 课后达标检测 (2)实验中，要求前后两次力的作用效果相同，指的是________。 A．细绳沿同一方向伸长同一长度 B．橡皮筋沿同一方向伸长同一长度 C．让F与F′两个力完全重合 D．两个弹簧测力计拉力F1和F2的大小之和等于一个弹簧测力计拉力的大小 解析：该实验采用了等效替代法，即合力与分力的关系是等效的，要求前后两次橡皮筋沿同一方向伸长同一长度。 B 4 5 1 2 3 课后达标检测 (3)图丙是测量中某一弹簧测力计的示数，读出该力大小为____________N。 解析：题图丙中弹簧测力计的分度值为0.1 N，根据题图丙读出该力的大小为4.47 N。 4.47 4 5 1 2 3 课后达标检测 2．某同学用如图所示的实验装置来“探究两个互成角度的力的合成规律”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一已知质量为M的重物。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。  (1)下列操作中，必要的步骤要求有___________。 A．木板平面要保持竖直 B．两个弹簧测力计必须完全相同 C．拉线方向应与木板平面平行 D．改变拉力多次实验时，每次都要使O点静止在同一位置 AC 4 5 2 3 1 课后达标检测 解析：实验过程中应保持木板竖直，拉线方向应与木板平面平行，这样可以减少摩擦，提高准确度，A、C正确；两个弹簧测力计只要能准确测出拉力大小即可，没必要完全相同，故B错误；每次改变拉力后，与上次试验的O点没有任何关系，因此没必要每次使O点在同一位置，故D错误。 4 5 2 3 1 课后达标检测 (2)以下是4位同学做完实验后在白纸上留下的标注信息，根据这些信息判断，明显出现错误的是图________；对提高实验精度最有利的是图________。 B D 4 5 2 3 1 课后达标检测 解析：图B中所画出的FA与FB的合力方向明显偏离竖直方向，故有明显错误的是B。该实验中，弹簧测力计的读数尽可能稍大一些，这样在画力的大小时，可以将力的大小画的大一些，且在记录拉力方向时，应使记录点与O点远一些，这样可以更准确地画出力的方向，故D正确。 4 5 2 3 1 课后达标检测 3．(2025·江苏盐城市期中)某实验小组做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。   (1)本实验采用的科学方法是____________(选填“理想模型”“控制变量”或“等效替代”)法。 等效替代 4 5 2 3 1 课后达标检测 解析：在“验证力的平行四边形定则”的实验中，用一个力拉橡皮筋和用两个力拉橡皮筋，使橡皮筋的结点两次落在同一个地方，产生相同的作用效果，这里用到了等效替代的思想方法。 4 5 2 3 1 课后达标检测 (2)为了完成实验，在用两个完全相同的弹簧测力计成一定角度拉橡皮筋时，没有必要记录的是________。 A．两细绳的方向 B．橡皮筋的原长 C．两弹簧测力计的示数 D．结点O的位置 B 4 5 2 3 1 课后达标检测 解析：为了完成实验，在用两个完全相同的弹簧测力计成一定角度拉橡皮筋时，需要记录两细绳的方向，细绳的方向即为拉力的方向，故A不符合题意；该实验不需要记录橡皮筋的原长，用一个力拉和用两个力拉橡皮筋，使橡皮筋的结点两次落在同一位置，保证两次的作用效果相同即可，因此需要记录结点O的位置，故B符合题意，D不符合题意；需要记录两弹簧测力计的示数，即记录拉力的大小，之后选取适当的标度将两个拉力画在纸上，然后以两个拉力为邻边作平行四边形，故C不符合题意。 4 5 2 3 1 课后达标检测 (3)按照正常实验操作，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________(选填“F”或“F′”)。 解析：方向一定沿AO方向的力是用一个弹簧测力计拉动橡皮筋时拉力的方向，而平行四边形的对角线则是用两个力拉橡皮筋的合力，是实验所得，因此方向一定沿AO方向的力是F′。 F′ 4 5 2 3 1 课后达标检测 (4)某同学认为在此过程中必须注意以下几项，其中正确的是________。 A．两根细绳必须等长 B．橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上 C．在用两个弹簧测力计同时拉细绳时要注意使两个弹簧测力计的读数相等 D．在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行 D 4 5 2 3 1 课后达标检测 解析：为减小力的方向的测量误差，两根细绳应适当长一些，以细绳的两个端点确定两点，然后将这两点用直线连接起来即为力的方向，再从该线段上截取用以表示力大小的线段，两细绳不需要等长，故A错误；只有当两个弹簧测力计拉力大小相等时，橡皮筋才与两绳夹角的平分线在同一直线上，而本实验中并不要求两个弹簧测力计的拉力大小相等，故B、C错误；在使用弹簧测力计时，要注意使弹簧测力计与木板平面平行，以减小力的测量误差，故D正确。 4 5 2 3 1 课后达标检测 (5)在另一小组研究两个共点力合成的实验中，两个分力的夹角为θ，合力为F，F与θ的关系图像如图丙所示。已知这两分力大小不变，则任意改变这两个分力的夹角，能得到的合力大小的变化范围是____________。 1 N≤F≤7 N 4 5 2 3 1 课后达标检测 4．物理学习小组利用实验室的器材设计了如图1所示的实验装置进行“验证两个互成角度的力的合成规律”实验，量角器竖直放置，结点O与量角器的中心点在同一位置。   (1)本实验采用的科学方法是________(填选项序号)。 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 B 4 5 2 3 1 课后达标检测 解析：该实验是用一个力作用产生的作用效果与两个力共同作用产生的作用效果相同来探究两个互成角度的力的合成规律，所以使用的科学方法是等效替代法。 4 5 2 3 1 课后达标检测 (2)实验中保持重物c质量不变以及O点位置不变，改变细绳OA与细绳OB的方向，细绳OA与细绳OB拉力的合力____________(选填“变化”或“不变化”)。 解析：仅改变细绳OA与细绳OB的方向，细绳OA与细绳OB拉力的合力大小仍等于细绳Oc的拉力大小，由于重物c质量不变以及O点位置不变，细绳Oc的拉力不变化，则细绳OA与细绳OB拉力的合力不变化。 不变化 4 5 2 3 1 课后达标检测 (3)关于该实验，下列说法正确的是________。 A．弹簧测力计必须与量角器平行 B．连接弹簧测力计的两细绳之间的夹角越大越好 C．两细绳OA、OB必须垂直 解析：测量时弹簧测力计必须与量角器平行且在同一竖直平面内，故A正确；为减小实验误差，与两弹簧测力计相连的细绳之间的夹角要适当大一点，但不是越大越好，也不是一定要垂直，故B、C错误。 A 4 5 2 3 1 课后达标检测 (4)在某次实验中，弹簧测力计a、b的读数分别是F1、F2，然后只用弹簧测力计a测量物体重力，其读数为F，最后根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F′。若操作正确，则作出的图应是图________(选填“2”或“3”)。 解析：F是通过实验得到的合力，一定沿竖直方向，合力F′是通过平行四边形定则得到的理论值，不一定在竖直方向上，则若操作正确，作出的图应是题图2。 2 4 5 2 3 1 课后达标检测 5．用如图所示的器材和方法可以验证“探究两个互成角度的力的合成规律”。在圆形透明桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮，其中，滑轮P1固定在桌子边，滑轮P2、P3可沿桌边移动。   第一次实验中，步骤如下： A．在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，并使结点O静止； B．在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向，以O点为起点，作出三拉力的图示； 4 5 2 3 1 课后达标检测 C．以绕过P2、P3绳的两个力为邻边作平行四边形，作出O点为起点的平行四边形的对角线，量出对角线的长度； D．检验对角线的长度和绕过P1绳拉力的图示的长度是否一样，方向是否在一条直线上。 (1)这次实验中，若一根绳挂的钩码质量为m，另一根绳挂的钩码质量为2m，则第三根绳挂的钩码质量一定大于________且小于________。 m　 3m 4 5 2 3 1 课后达标检测 解析：若一根绳挂的钩码质量为m，另一根绳挂的钩码质量为2m，则两绳子的拉力分别为mg、2mg，两绳子拉力的合力F的范围是|2mg－mg|≤F≤mg＋2mg，即mg≤F≤3mg，三力的合力为零，则第三根绳挂的钩码质量范围在m～3m之间，即第三根绳挂的钩码质量一定大于m且小于3m。 4 5 2 3 1 课后达标检测 (2)第二次实验时，改变滑轮P2、P3的位置和相应绳上钩码的数量，使结点平衡，绳的结点________(选填“必须”或“不必”)与第一次实验中白纸上描下的O点重合。实验中，若桌面不水平________(选填“会”或“不会”)影响实验的结论。 不必　 不会 4 5 2 3 1 课后达标检测 解析：本实验不是先用一根绳拉，然后用两根绳去拉，使一根绳拉的作用效果与两根绳拉的作用效果相同，而是三根绳都直接拉O点，所以O点的位置可以改变，不必与第一次实验中白纸上描下的O点重合，若桌面不水平，也不会影响实验结论。 4 5 2 3 1 课后达标检测 解析：设两分力分别为F1和F2，且F1>F2，根据图像可知，F1－F2＝1 N，F eq \o\al(2,1) ＋F eq \o\al(2,2) ＝25 N2，联立解得F1＝4 N，F2＝3 N，任意改变这两个分力的夹角，能得到的合力大小的变化范围是1 N≤F≤7 N。 $