实验三：探究两个互成角度的力的合成规律 专项训练 -2027届高考物理一轮复习

2.7实验三：探究两个互成角度的力的合成规律

2027届高考物理一轮复习

 

一、实验题

1．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图所示：方木板一块、白纸，量程为5N的弹簧测力计两个，橡皮条（带两个较长的细绳套），刻度尺，图钉（若干个）。在该实验中：

(1)该实验主要采用的科学方法是______。

(2)具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的有（　　）

A．橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上

B．拉着细绳套的两只弹簧测力计，稳定后读数应相同

C．使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度

D．测量时，橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板

(3)该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O，力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如下图所示。其中对于提高实验精度最有利的是（　　）

A． B．

C． D．

2．甲、乙两位同学为了探究力的合成规律，分别设计了下图两个实验。甲利用圆桌、三个相同的定滑轮、轻绳和钩码组装成了如图甲装置；乙利用水平天花板、两个相同的定滑轮、轻绳和钩码组装成了如图乙装置。

(1)有关图甲的实验，以下操作正确的是（　　）

A．实验中圆桌必须保持水平

B．钩码可以换成拉力传感器，几个同学向下拉动拉力传感器读出力的大小

C．多次实验过程中需要把结点拉到同一个O点

D．应该在桌面上放置白纸，画出几根绳子对O点的力的示意图

(2)乙实验时三处钩码个数为nA、nB和nC，以下情况可能存在的有（　　）

A．nA = 3  nB = 3  nC = 2

B．nA = 3  nB = 6  nC = 5

C．nA = 2  nB = 1  nC = 5

3．(1)小质同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。其中O为橡皮条与细绳的结点，实验中，第一次用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，第二次用一个弹簧测力计拉橡皮条。

①根据某次实验记录数据，画出力的图示，A、B两幅图中______（选填“A”或“B”）是小质同学实验后画出的正确力的图示；

②下列措施可以减小实验误差的是______（只有一个选项正确）

A．橡皮条应与两绳套夹角的平分线在同一直线上

B．两个分力、的方向要垂直

C．尽量减少弹簧测力计外壳与桌面间的摩擦

D．拉橡皮条的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些

(2)学习力学知识后，某同学又设计了一个验证力的平行四边形定则实验，实验步骤如下：

ⅰ.用天平测得物块A的质量为m，

ⅱ.如图甲两根竖直杆相距为D，用长为L的不可伸长的轻绳，绕过光滑的轻质动滑轮，动滑轮下端连接物体A，轻绳两端分别固定在杆上P、Q两点，在轻绳的左端连接力传感器，力传感器的重力忽略不计。

ⅲ.改变物块A的质量m，记录力传感器的示数F，测量多组数据，已知重力加速度为g。

①要验证力的平行四边形定则，力传感器的示数F与物块A的质量m满足关系式=______（用题中给出的物理量表示）。

②某同学改变物块A的质量，作的图像，如图乙，图像的斜率为k，但是他忘记了记录间距D的大小，利用图乙和已知物理量求=______（L，k，g已知）。

4．某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端拉动弹簧测力计，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细绳的方向。

（1）本实验用的弹簧测力计的示数单位为N，图中A的示数为______N；

（2）下列实验要求不必要的是______（填选项前的字母）；

A．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置

B．测量重物M 所受的重力

C．细线方向应与木板平面平行

D．每次实验时，手持弹簧测力计B必须水平拉动，使OB与竖直方向垂直

（3）本实验采用的科学方法是______。

A．理想实验法     B．控制变量法     C．等效替代法     D．建立物理模型法

（4）实验结束后，小明同学用其中一个弹簧测力计探究“弹簧所受弹力F 与弹簧长度L 的关系”，绘出如图丁所示图像，则弹簧测力计的劲度系数为______ N/m（保留一位小数）。

 

5．某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴（横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm）的纸贴在水平桌面上，如图甲所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点（位于图示部分之