第2章 课时测评11 探究两个互成角度的力的合成规律(word练习)-【金版新学案】2027年高考物理高三总复习大一轮复习讲义（广东专版）

**基本信息** 聚焦“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，通过基础操作、误差分析、动态平衡及创新应用的阶梯式设计，系统构建“等效替代-平行四边形定则-共点力平衡”的科学思维链。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础实验操作|题1、2|等效替代法（结点O位置不变）|从实验原理（等效作用效果）到平行四边形定则的理论建构| |误差分析|题1(2)、2(1)|减小误差技巧（标记方向两点远些、仪器贴近木板）|实验操作规范与误差控制的科学探究要素| |动态平衡应用|题2(2)、4|合力不变时分力变化规律（平行四边形动态分析）|共点力平衡条件与矢量合成的科学推理| |创新实验设计|题3、5|分力测超量程力（利用力的分解）|实验原理迁移与模型建构的质疑创新|

课时测评11　探究两个互成角度的力的合成规律 (时间：30分钟　满分：50分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 1.(10分)(2026·广西柳州开学考试)“探究求合力的方法”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。 (1)实验中，两次拉橡皮条“等效”的含义是　　　　。 A.橡皮条形变量相等 B.橡皮条拉伸的方向相同 C.橡皮条结点要拉到同一位置 (2)下列操作中，能有效减小实验误差的是　　　　。 A.拉橡皮条的两条细绳必须等长 B.标记同一细绳方向的两点要远些 C.两个分力的夹角要尽量小些 D.拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板 (3)如果没有操作失误，图乙中的F与F'两力中，方向一定沿AO方向的是　　　　。 答案：(1)C　(2)BD　(3)F' 解析：(1)实验中，两次拉橡皮条“等效”的含义是产生相同的作用效果，所以要求橡皮条结点要拉到同一位置。故选C。 (2)拉橡皮条的两条细绳要尽量长些，但不一定必须等长，故A错误；标记同一细绳方向的两点要远些，这样可减小记录力的方向时产生的误差，故B正确；两个分力的夹角大小要适当，故C错误；拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板，可以减小误差，故D正确。 (3)如果没有操作失误，题图乙中的F与F'两力中，F为应用平行四边形定则作出的理论值，F'为用一个测力计测量时的实际值，所以方向一定沿AO方向的是F'。 2.(10分)在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，某小组进行实验的主要步骤是： ①如图甲所示，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，橡皮条的另一端固定，橡皮条长度为GE。 ②通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环受到拉力F1、F2的共同作用，静止于O点，橡皮条伸长的长度为EO，如图乙所示。记录O点位置以及F1、F2的大小和方向。 ③撤去F1、F2，改用一个弹簧测力计拉小圆环，仍使它静止于O点，此时测力计的示数为F，如图丙所示。记录F的大小和方向。 ④图丁是在白纸上根据实验记录进行猜想后画出的力的合成图示。 (1)关于此实验，下列叙述正确的有　　　　。 A.进行图乙的实验操作时，F1、F2的夹角越大越好 B.通过描点确定拉力方向时，所描的点到O点的距离应适当大一些 C.进行图丙的实验操作时，也可以用一个弹簧测力计将小圆环拉到O点之外的其他合适点 D.重复实验再次进行验证时，小圆环到达的平衡位置O可以与前一次不同 (2)若在图乙中，F1、F2的夹角θ为钝角，现保持O点位置不变，同时使图中夹角α、β增大，则弹簧测力计a的示数　　　　 (选填“增大”“减小”或“不变”)。 答案：(1)BD　(2)减小 解析：(1)进行题图乙实验操作时，F1、F2夹角应适当，并非越大越好，夹角过大，会使合力过小，实验误差增大，故A错误；通过描点确定拉力方向时，所描的点到O点距离适当大些，这样连线时误差更小，能更准确确定力的方向，故B正确；进行题图丙实验操作时，必须将小圆环拉到O点，才能保证一个弹簧测力计的拉力与F1、F2共同作用效果相同，故C错误；重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同，但是每一次完整的实验必须保证结点位置相同，故D正确。 (2)现保持O点位置不变，即合力不变，同时使图中夹角α、β增大，根据平行四边形定则作图，可知F1、F2都减小，即弹簧测力计a的示数减小。 3.(10分)(2026·广东广州二模)如图甲，用量程为5 N 的弹簧测力计，测量一个超出其量程的物体的重力。 (1)将表面印有等距圆环的白纸固定在竖直放置的木板上。 (2)三根细线分别与弹簧测力计一端、一个图钉、待测重物相连，弹簧测力计的另一端固定，通过改变图钉在木板的位置调节细线OB，使细线的结点O与圆环的圆心位置重合。 (3)标出OA、OB、OC的拉力方向，记录弹簧测力计的读数　　　　N。 (4)①根据共点力平衡条件和平行四边形定则，用“力的图示”在图乙中作出OA、OB拉力的合力。 ②由作图结果可得重物的重力为　　　　N(结果保留1位小数)。 答案：(3)3.00　(4)①见解析图　②7.0(6.9～7.1均可) 解析：(3)弹簧测力计的最小分度值为0.1 N，读数时需要估读到0.01 N，所以其读数为3.00 N。 (4)①作出力的图示，如图所示。 ②由作图结果可得重物的重力为7.0 N。 4.(10分)(2026·湖北武汉调研)已知力传感器仅能测量沿其中轴线方向作用力的大小，对侧向作用力不显示。某同学用图(a)所示的装置探究两个互成角度的力的合成规律。先将传感器安装在竖直圆盘上，使其中轴线沿圆盘径向固定，细绳OC竖直悬挂一只钩码，细绳OA、OB分别挂在力传感器1、2的挂钩上，O点为绳的结点，测量前将结点O调整至圆盘圆心处。图(b)为某次计算机根据测得细绳OA、OB上的拉力F1、F2作出的力的图示，α1、α2分别为传感器1、2的中轴线与竖直方向的夹角。以F1、F2为邻边作平行四边形得到对角线，记为F合，细绳OC对结点O的拉力记为F(说明：F合与F的大小可由计算机算出)。已知钩码的质量m＝202.5 g，重力加速度大小g＝9.8 m/s2。 (1)根据实验数据可计算出F＝　　　　　N(结果保留3位有效数字)。若改变细绳OA、OB所成角度多次测量，在实验误差允许范围内，均有F合与F大小相等，方向相反，则说明力的合成遵循平行四边形定则。 (2)实验中，圆盘未竖直安装，对实验结果　　　　　　(选填“有”或“无”)影响。 (3)若在实验过程中将细绳的结点调节至圆盘圆心的正下方，则F合　　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)钩码的重力。 答案：(1)1.98　(2)有　(3)小于 解析：(1)根据二力平衡可得F＝mg＝202.5×10－3×9.8 N≈1.98 N。 (2)实验中，圆盘未竖直安装，由于力传感器仅能测量沿其中轴线方向作用力的大小，对侧向作用力不显示，若圆盘未竖直安装，则力传感器测量的是绳子拉力沿圆盘平面的分力，并不是绳子的实际拉力，所以对实验结果有影响。 (3)根据受力平衡可知，F1、F2的合力大小与钩码的重力大小相等，若在实验过程中将细绳的结点调节至圆盘圆心的正下方，则OA、OB两细绳与力传感器的轴线不平行，力传感器的测量值是细绳拉力沿力传感器轴线方向的分力，因此计算出的F合小于钩码的重力。 5．(10分)(2026·广东二模)小明在探究“两个互成角度的力的合成规律”时，用到两根相同的橡皮筋、木板、白纸、笔、图钉、细线和刻度尺。请帮助他完善以下步骤。 (1)如图甲所示，先把两根橡皮筋a、b和细绳P的一端连接，结点记为O。 (2)用刻度尺测量橡皮筋a的原长，记为L0。 (3)如图乙所示，在木板上固定白纸，在白纸上的O1点固定橡皮筋b的上端，用手拉动橡皮筋a的自由端，记录此时橡皮筋a的长度L1和结点O的位置。 (4)如图丙所示，左手拉动橡皮筋a的自由端，右手拉动细线P，使得O点两次位置重合，记录此时橡皮筋a的长度L2和__________________________。 (5)把橡皮筋a和细线P互换位置再拉动，使________________________________，记录____________________。 (6)根据胡克定律可知，橡皮筋a的弹力大小和形变量成正比，以形变量的大小作为弹力F、F1及F2，根据记录的信息作出平行四边形，比较F′与F的大小和方向是否大致相同，从而判断两个互成角度的力的合成是否遵循平行四边形定则。 答案：见解析 解析：(4)实验时要记录力的大小和方向，力的大小需要通过橡皮筋的形变量获得，力的方向可以沿橡皮筋作直线获得，即需要记录此时橡皮筋a的长度L2和Oa的方向与OP的方向。 (5)把橡皮筋a和细线P互换位置再拉动，需要使两次力的作用效果相同，故需要再次使O点位置重合且拉动方向均不变，需要记录橡皮筋a的长度L3。 学科网（北京）股份有限公司 $