课时作业13 实验三：探究两个互成角度的力的合成规律-【红对勾讲与练·练习手册】2026年高考物理大一轮复习全新方案通用版

班级： 姓名： 课时作业13 实验三：探究两个互成角度的力的合成规律 (总分：60分) 1.(12分)(2023·全国乙卷)在“验证力的平行四边 数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置 形定则”的实验中使用的器材有：木板、白纸、两个 和拉力的方向。 得分 标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅 单位：N 笔、细线和图钉若干。完成下列实验步骤： 2 @ 0 得分 3 M (1)用图钉将白纸固定在水平木板上。 44 甲 (2)将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻 (1)下列关于实验的要求正确的是 (多 质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它们的 选，填正确答案标号)。 另一端均挂上弹簧测力计。用互成一定角度、方 A.用铅笔顺着细线描出拉力的方向 向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小 B.与弹簧测力计相连的细线应尽量长些 圆环停止时由两个弹簧测力计的示数得到两拉力 C.弹簧测力计外壳与木板之间的摩擦力对实验没 F,和F2的大小，并 (多选，填正确答案 有影响 标号)。 (2)图乙是测量时某弹簧测力计的示数，其示数为 A.用刻度尺量出橡皮条的长度 B.用刻度尺量出两细线的长度 (3)该同学改变两弹簧测力计的夹角做第二次实 C.用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置 验时，结点O的位置发生了变化，与第一次相比两 D.用铅笔在白纸上标记出两细线的方向 弹簧测力计拉力的合力将 (选填“不变” (3)撤掉一个弹簧测力计，用另一个弹簧测力计把 或“改变”)。 小圆环拉到 ,由弹簧测力计的示数得到 3.(12分)如图甲所示，某实验小组用如下器材验证 拉力F的大小，沿细线标记此时F的方向。 力的合成遵循平行四边形定则。先将传感器A固 (4)选择合适标度，由步骤(1)的结果在白纸上根 定，把拴着重物C的橡皮筋挂在传感器A上，稳定 据力的平行四边形定则作F,和F,的合成图，得 后，记录传感器A的示数FA=3.O0N,并测出此 出合力F'的大小和方向；按同一标度在白纸上画 时橡皮筋的长度l1=20.00cm。再用一轻绳连接 出力F的图示。 重物C与传感器B,水平向右拉动传感器B,如图 (5)比较F'和F的 ,从而判断本次实验 乙所示，稳定后，分别记录两传感器A、B的示数FA 是否验证了力的平行四边形定则。 5.00N、FB=4.10N,并测出此时橡皮筋的长度 2.(12分)用如图甲所示的装置做“验证力的平行四 12=24.00cm。 得分 边形定则”实验，弹簧测力计B挂于竖直木板上的 (1)请在图丙中用力的图示法作出FA、FB的合力 固定点C,下端用细线挂一重物M,手持弹簧测力 F合，通过对比F合与FA的大小和方向得出力的 计A拉结点O,分别读出弹簧测力计A和B的示 合成遵循平行四边形定则。 (横线下方不可作答) 371□ 第二章相互作用 传感器A 5.(12分)某同学用两根完全相同的轻弹簧和一瓶矿 传感器A 泉水等器材做“探究两个互成角度的力的合成规 传感器B 律”的实验。实验时，先将一弹簧一端固定在墙上 C C 的钉子A上，另一端挂矿泉水瓶，如图甲所示；然 甲 丙 后将两弹簧一端分别固定在墙上的钉子A、B上， (2)根据实验数据求出该橡皮筋的劲度系数k= N/cm,橡皮筋的原长l。= 另一端均连接于结点O,在结点O挂矿泉水瓶，静 cm。 4.(12分)某同学要验证力的平行四边形定则，所用 止时用智能手机的测角功能分别测出AO、BO与 器材有：轻弹簧一只、钩码一个、橡皮条一根、刻度 竖直方向的偏角α、B,如图乙所示。改变钉子B的 尺及细绳若干。实验步骤如下： 位置，按照上述方法多测几次。 得分 00Q0000 甲 乙 ①用轻弹簧竖直悬挂钩码，静止时测得轻弹簧的 (1)依据上述方案并根据力的平行四边形定则，画 伸长量为1.5cm。 出力的合成图，必需的操作是 (多选，选 ②如图所示，把橡皮条的一端固定在竖直板上的 填选项前的字母)。 A点，用两根细绳连在橡皮条的另一端，一根细绳 A.实验中要使AO、BO长度相同 挂上钩码，另一根细绳与轻弹簧连接并用力拉弹 B.要测量弹簧的原长 簧使橡皮条伸长，让细绳和橡皮条的结点到达O 点，用铅笔在白纸上记下O点的位置，并分别在细 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 绳的正下方适当位置标出点B、C。 ③测得轻弹簧的伸长量为2.3cm。 (2)根据实验原理及操作，在作图时，图 ④去掉钩码，只用轻弹簧仍将结点拉到O点的位 (选填“丙”或“丁”)是正确的。 置，并标出了力F作用线上的一点D,测得此时轻 弹簧的伸长量为2.5cm。 请完成下列各题： 得分 (1)该实验 (选填“需要”或“不需要”)测 丙 出钩码所受的重力。 (3)某次实验中测得乙图中a=30°，B=45°，保持a (2)在图中以O点为力的作用点，每一个小方格边 偏角不变，将OB从乙图中位置沿顺时针缓慢转到 长代表0.5cm,以0.5cm为标度作出各力的图 水平位置，则OA中弹簧的长度将 ,OB 示，并根据平行四边形定则作出步骤②中的两个 中弹簧的长度将 。(均选填“一直增 力的合力F'的图示。 大”“一直减小”“先减小后增大”或“先增大后 (3)观察比较F和F',得出的结论： 减小”) 红对勾·讲与练 372 高三物理6.(1)正比 (2)98 解析：(1)对B分析，根据平衡条件有 F弹十m0g=F,F弹=k(x0一x),x0为 弹簧初始的压缩量，可得F=10g十 kx。一kx,可知F与x呈线性关系，弹 簧的弹力与弹簧的形变量成正比。 (2)由题意可知，F-x图像斜率的绝对值 表示弹簧的劲度系数，则k= 19.6 N/m= 0.2 98N/m。 课时作业13实验三：探究两个 互成角度的力的合成规律 1.(2)CD(3)相同位置(5)大小和方向 解析：(2)将橡皮条的一端固定在木板 上，另一端系在轻质小圆环上。将两 细线也系在小圆环上，它们的另一端 均挂上弹簧测力计。用互成一定角 度、方向平行于木板、大小适当的力拉 动两个弹簧测力计，小圆环停止时由 两个弹簧测力计的示数得到两拉力F 和F,的大小，还需要用铅笔在白纸上 标记出小圆环的位置以及用铅笔在白 纸上标记出两细线的方向，故选C、D。 (3)撤掉一个弹簧测力计，用另一个弹 簧测力计把小圆环拉到相同位置，由 弹簧测力计的示数得到拉力F的大 小，沿细线标记此时F的方向。(5)比 较F'和F的大小和方向，从而判断本次 实验是否验证了力的平行四边形定则。 2.(1)BC(2)3.8N(3)不变 解析：(1)确定一个拉力的方向时，需 要选择结点O和相距较远的一个点， 利用刻度尺连接两点，A错误；为减小 误差，与弹簧测力计相连的细线应尽 量长些，B正确；实验中拉弹簧测力计 时，只需让弹簧与外壳间没有摩擦，弹 簧测力计外壳与木板之间的摩擦力对 实验没有影响，C正确。 (2)根据题图可读出弹簧测力计的示 数为3.8N。 (3)第二次实验时重物质量没有玫变 结，点位置变化，两弹簧测力计拉力的 合力不变，仍等于重物重力的大小。 3.(1)见解析图(2)0.5 14.00 解析：(1)根据题意可知物体所受的重 力G=3.00N,根据力的图示法作出合 力如图所示。 B (2)开始时，根据胡克定律G=k(l1一1。)， 代入数据有3.00N=k(20.00cm l。),连接传感器B后，有FA=k(l2一 l。),代入数据有5.00N=k(24.00cm lo),联立解得k=0.5N/cm,l。= 14.00cm。 4.(1)不需要 (2)见解析图 (3)在误差 允许的范围内，力的平行四边形定则 成立 2树勾·讲与练·高三物理 解析：(1)在弹性限度内，弹力的大小 与弹簧伸长（或缩短）的长度成正比 即有F=k△x,故可以用伸长量来代替 力，不需要测出钩码所受的重力。 (2)根据平行四边形定则作出步骤② 中的两个力的合力F'的图示如图 所示。 ←00m0m0 D d工 (3)观察比较F和F′可以得出，在误差 允许的范围内，力的平行四边形定则 成立。 5.(1)BC(2)丙(3)一直增大先减 小后增大 解析：(1)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，力的大小与弹簧伸长量成正 比，力的大小可用弹簧伸长量来表示， 因此必须测量弹簧的原长和伸长后的 长度，但AO、BO长度不必相同，A错 误，B、C正确；实验中矿泉水瓶重力是 定值，所以不必保证O,点位置固定不 变，D错误。 (2)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。 (3)对O点受力分析，OA 点处于动态平衡中，O点 受到矿泉水瓶的拉力等 于矿泉水瓶的重力，其重 力大小、方向不变，OA 中弹簧弹力方向不变，根 G 据平行四边形定则易得 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。 第三章运动和力的关系 课时作业14牛顿运动定律 1.B水冲沙石，沙石才能运动，因为水 的冲击力克服了阻力，故力是改变物 体运动的原因，故A错误；物体总有保 持原有运动状态的性质，这种性质即 为惯性，其大小只与质量有关，质量越 大惯性越大，力是改变物体运动状态 的原因，重的大石由于质量太大，惯性 太大，所以运动状态不容易被水流改 变，故B正确；物体的运动不需要力来 雏持，如运动的沙石不受力的作用时， 可以做匀速直线运动，故C错误：“大 石不移”是因为水的冲力等于大石受 到的阻力，大石所受的合力为零，故D 错误。 2.C把手中的铅球由静止释放后，铅球 能竖直下落，是由于铅球受到竖直向 -610- 下的重力，故A错误；惯性只与质量有 关，与速度无关，故B错误；牛顿第一 定律也被叫作惯性定律，故C正确；汽 车紧急刹车时，乘客会向前倾，这是由 于乘客具有惯性，惯性不是力，不能说 受到惯性力的作用，故D错误。 3.B水罐车刹车时，由于惯性，水罐车 内的水、乒乓球A、金属球B有想保持 原来向右运动状态的趋势，但由于乒 乓球A的密度小于水的密度，即乒乓 球A的质量小于同体积水的质量，质 量小，惯性就小，所以乒乓球A会被相 对于车向右运动的水挤向左边，故乒 乓球A会向左运动；而金属球B的质 量较大，惯性较大，在与水的抗衡中会 向右运动。故选B。 4A由功率的定义式P=” 得，功率的单 位为w=⊥=N,m_kg·m/s·m= kg·m2·s3,故选A。 5.D两人僵持不下保持静止时，甲有向 右的运动趋势，地面对甲的摩擦力水 平向左，故A错误；两人僵持不下保持 静止时，甲的重力和地面对甲的支持 力作用在同一物体上，是一对平衡力， 故B错误；同一根绳子上的拉力相等， 则甲被加速向右拉时，绳对乙的拉力 大小和绳对甲的拉力大小是相等的， 故C错误，D正确。 6.ACD由于物体的加速度与合力是瞬 时对应关系，因此在力刚作用瞬间，物 体会立即获得加速度，A正确；根据因 果关系，合力是产生加速度的原因，即 物体由于受合力作用，才会产生加速 度，B错误；F=ma是矢量式，a的方 向与F的方向相同，与速度方向无关， C正确；由牛顿第二定律知物体所受合 力减小，加速度一定会减小，而速度的 变化由加速度和初速度共同决定，不 一定会减小，D正确。 7.ABC开始时，小球的重力大于弹簧 弹力，加速度方向向下，小球向下加速 运动，随着弹簧的压缩，弹力逐渐变 大，由mg一kx=ma知加速度逐渐减 小，当弹力大小等于重力时，加速度为 零，即mg=红，得1=紧，此时小球 的速度最大，然后小球继续向下运动 压缩弹簧，弹力大于重力，加速度方向 变为向上，加速度大小逐渐增大，速度 逐渐减小，直到速度减小到零，到达最 低，点，由对称性可知，此时弹簧的压缩 量为2x= 2mg,故A、B、C正确， D错误。 8.A由f=zS,可得c=2兰 1 AS2,国际 单位制中，力f的单位为N=kg·m/s, 密度p的单位为kg/m,面积S的 单位为m,速度v的单位为m/s,代入 单位可得空气阻力系数（的单位为