第2章 实验3 探究两个互成角度的力的合成规律（Word练习）-【精讲精练】2027年高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦力的合成实验专项，以实验操作规范、误差控制、数据处理为主线，构建“原理-操作-分析”三阶训练体系，渗透等效替代科学思维与实验探究能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |实验操作规范|2题（1、2）|两次拉伸需“结点同位置”“方向长度同”，记录力的大小与方向|从力的等效替代原理出发，明确实验操作的核心控制条件| |误差控制方法|2题（1、2）|弹簧秤与木板平行、标记方向两点远些，减小系统误差|结合实验装置分析误差来源，建立操作规范与误差控制的关联| |数据处理应用|1题（3）|利用胡克定律计算合力，平行四边形定则分析分力变化|胡克定律与力的合成规律结合，实现定量计算与定性分析统一| |实验方法迁移|2题（4、5）|等效替代法验证平行四边形定则，橡皮筋与弹簧实验对比|从弹簧到橡皮筋，拓展实验载体，强化方法普适性|

[对应学生用书第387页] 说明：非选择题共5小题，共30分。 1．(4分)(2025·湖南长沙模拟)在探究两个互成角度的力的合成规律时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。 (1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列说法正确的有________。(多选，填字母，下同) A．将橡皮条拉伸相同长度即可 B．将橡皮条沿相同方向拉到相同长度 C．将弹簧秤都拉伸到相同刻度 D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置 (2)同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的有________。 A．两细绳必须等长 B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行 C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤的示数之差应尽可能大 D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些 答案　(1)BD　(2)BD 2．(6分)在竖直平面内，将小圆环挂在橡皮条的下端，橡皮条的长度为GE。用两个弹簧测力计拉动小圆环到O点，小圆环受到两弹簧测力计的拉力F1、F2和橡皮条的拉力F0的作用，如图甲所示。 (1)此时要记录下拉力F1、F2的大小，并在白纸上作出________________，以及O点的位置。 (2)实验中，不必要的是________。(填字母) A．选用轻质小圆环 B．弹簧测力计在使用前应校零 C．撤去F1、F2改用一个力拉小圆环，仍使它处于O点 D．用两个弹簧测力计拉动小圆环时，要保持两弹簧测力计相互垂直 (3)图乙中F′是用一个弹簧测力计拉小圆环时，在白纸上根据实验结果画出的图示。F与F′中，方向一定沿GO方向的是________。 解析　(1)力是矢量，既有大小，又有方向，因此除了需要记录拉力F1、F2的大小，还要作出这两个力的方向。 (2)本实验的目的是探究求合力的方法，因此应是任意情况下的两个力与合力的关系，故选项D是不必要的；选用轻质小圆环是为了减小水平方向偏移的误差；合力与分力之间是等效替代的关系，撤去F1、F2，改用一个力拉小圆环，仍使它处于O点，以确保等效；弹簧测力计在使用前校零，是为了使读数准确，故选项A、B、C是必要的。 (3)当用一个弹簧测力计拉小圆环时，因圆环为轻质小圆环，故弹簧测力计的拉力与橡皮条的拉力平衡，其方向一定与橡皮条的拉力方向相反，即一定沿GO方向的是F′。 答案　(1)两个力的方向　(2)D　(3)F′ 3．(8分)某同学在“探究弹簧弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m。如图甲所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验，在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下： (1)若弹簧秤a、b间的夹角为90°，弹簧秤a的读数是______ N(图乙中所示)，则弹簧秤b的读数可能为______ N。 (2)若弹簧秤a、b间的夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数________，弹簧秤b的读数________。(两空均选填“变大”“变小”或“不变”) 解析　(1)弹簧秤a的读数是3.00 N；弹簧OC的拉力F＝kx＝500×1.00×10-2N＝5.00 N，则弹簧秤b的读数可能为 N＝4.00 N。 (2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，由力的平行四边形定则和力的图示可知，弹簧秤a的读数变大，弹簧秤b的读数变大。 答案　(1)3.00　4.00　(2)变大　变大 4．(6分)小白用如图所示的装置验证“力的平行四边形定则”，其部分实验操作如下。 (1)请完成下列相关内容： ①在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置O，如图甲所示。 ②卸下钩码，然后将两绳套系在弹簧下端，用两弹簧测力计将弹簧末端拉到同一位置O，记录细绳套a、b的方向及两弹簧测力计相应的读数。图乙中弹簧测力计B的读数为________ N。 ③小白在坐标纸上画出两弹簧拉力FA、FB的大小和方向如图丙所示，请你用作图工具在丙图中坐标纸上作出FA、FB的合力F′。 ④已知钩码的重力，可得弹簧所受的拉力F如图丙所示。 ⑤最后观察比较F和F′，得出结论。 (2)本实验采用的科学方法是________。(填字母) 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 解析　(1)②图中B弹簧测力计的读数为11.40 N；③图线如图所示。 答案　(1)②11.40　③见解析图　(2)C 5．(6分)某实验小组用橡皮筋验证力的平行四边形定则，实验步骤如下： ①取三条规格相同的橡皮筋，用刻度尺测量并记录它们的自然长度； ②用弹簧测力计分别将三条橡皮筋拉至相同的长度，若弹簧测力计的示数相同，则继续进行后续实验； ③将三条橡皮筋的一端系在一起，再将其中两条的另一端分别固定在贴有白纸的水平木板上的M、N两点，如图所示； ④在第三条橡皮筋的另一端P系一细绳，用力拉细绳，使三条橡皮筋的结点静止在某位置，在白纸上将该位置记作O，同时记录三条橡皮筋的方向和长度； ⑤以结点位置O为起点，分别沿OM、ON方向和PO方向作出线段OM′、ON′、OP′，使每条线段的长度与各自对应的橡皮筋的长度成正比； ⑥以线段OM′、ON′为邻边作平行四边形，若对角线同线段OP′重合，则说明两个力和它们的合力符合平行四边形定则； ⑦重复以上实验步骤中的④⑤⑥，多做几次实验。 请完成以下问题： (1)以下说法正确的是________。(多选，填字母) A．该实验所选用三条橡皮筋的自然长度要相等 B．步骤②的目的是验证三条橡皮筋的劲度系数是否相同 C．步骤④中拉细绳的力可以不与木板平行 D．步骤⑦中多次实验结点静止时的位置O必须在同一位置 (2)若第二次实验同第一次相比较，OM、ON的夹角不变，OM、OP的夹角变小；橡皮筋OP的长度不变，则橡皮筋OM的长度________，则橡皮筋ON的长度________。(两空均选填“变大”“变小”或“不变”) 解析　(1)三条橡皮筋的规格相同，自然长度要相等，且劲度系数要相同，步骤②的目的是验证三条橡皮筋的劲度系数是否相同，故选项A、B正确；拉线方向必须与木板平面平行，这样才确保力的大小准确性，故选项C错误；改变拉力，进行多次实验，每次没必要使O点在同一位置，故选项D错误。 (2)若第二次实验同第一次相比较，OM、ON的夹角不变，OM、OP的夹角变小；橡皮筋OP的长度不变，由平行四边形定则可知，橡皮筋OM的长度变小，橡皮筋ON的长度变大。 答案　(1)AB　(2)变小　变大 学科网（北京）股份有限公司 $