第2章 实验三 探究两个互成角度的力的合成规律-【优化探究】2027年高考物理一轮复习高考总复习配套课件（教科版）

该高中物理高考复习课件聚焦“探究两个互成角度的力的合成规律”实验专题，依据高考评价体系梳理了等效替代原理、数据处理、误差分析等核心考查要求，通过教材原型实验与创新设计两大命题点，结合2024海南卷真题及模拟题，明确实验操作规范、力的图示作图、劲度系数计算等常考题型，体现高考备考的系统性与针对性。 课件亮点在于“真题训练+素养融合”的复习策略，如以2024海南卷真题为例，深入解析力的图示绘制与误差分析方法，培养学生科学探究和科学思维素养，通过传感器、钩码等创新实验设计强化模型建构能力，帮助学生掌握实验题答题技巧，教师可据此精准开展实验复习，提升学生高考冲刺效率。

实验三　探究两个互成角度的力的合成规律 第二章　相互作用 1 [学习目标]　1.会通过实验探究两个互成角度的力的合成规律，掌握数据处理方法。2.进一步掌握将合成与分解思想应用于拓展实验的分析方法。 2 实验技能　自主学习 实验要点　强化关键能力 命题点一　教材原型实验 命题点二　实验创新设计 内容索引 3 实验技能　自主学习 一 4 原理装置图   (1)互成角度的两个力与一个力产生相同的效果。 (2)器材：方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、小圆环、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(若干)、铅笔。 操作要求 注意事项 (1)等效：同一次实验中两次把橡皮条拉长后的结点O位置必须保持不变。 (2)拉力：沿弹簧测力计轴线方向拉(与板面平行)，橡皮条、弹簧测力计和细绳套与纸面平行，两分力F1、F2的夹角不要太大也不要太小。 (3)记录：记下每次各力的大小和方向，标记方向的两点尽量远些。 (1)位置不变：橡皮条拉长时小圆环的位置一定要相同。 (2)角度合适：用两个弹簧测力计拉时，它们之间的夹角不宜太小，也不宜太大，以60°~120°之间为宜。 (3)尽量减少误差：在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些；细绳套应适当长一些。 (4)统一标度：选定的标度要相同，使力的图示稍大一些。 数 据 处 理 (1)用铅笔和刻度尺从结点O沿两细绳套方向画直 线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力 F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边作平行四边形， 过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合 力F'的图示。 (2)用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出拉力F的图示。 实验要点　强化关键能力 二 8 命题点一　教材原型实验 9 [典例1]　(2026·四川成都月考)在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中： (1)实验原理是等效原理，其等效性是指__________。   A.使两次橡皮条伸长的长度相等 B.使弹簧测力计在两种情况下发生相同的形变 C.使两分力与合力满足平行四边形定则 D.使两次橡皮条与细绳套的结点都与某点O重合 [解析]　实验原理是等效原理，其等效性是指使两次橡皮条与细绳套的结点都与某点O重合。故选D。 D (2)下列方法可减小实验误差的是__________。   A.两个分力F1、F2间的夹角越小越好 B.两个分力F1、F2的大小要适当大些 C.拉橡皮条的细绳要适当长些 D.弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度 BCD [解析]　实验要方便、准确，两分力适当大点，读数时相对误差小，夹角不宜太大，也不宜太小，故A错误；在合力F不超过量程的前提下，两个分力F1、F2要尽量大些，故B正确；为了准确记下拉力的方向，描点画线时两点应尽量距离大一些，则细绳应适当长些，故C正确；实验中，弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度，故D正确。 (3)如图所示是甲、乙两名同学在做实 验时得到的结果。若按实验中要求的 符号表示各个力，则可判定实验结果 中符合实验事实的是__________。   甲 [解析]　实验中用一个弹簧测力计拉橡皮条时弹力方向沿绳子方向，即图中的AO方向，由于误差的存在，用作图法得到的合力与实验值有一定的差别，即作图得出的合力方向与AO方向有一定的夹角，故甲更符合实验事实。 [典例2]　(2024·海南卷)为验证两个互成角度的力的合成规律，某组同学用两个弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、木板、刻度尺、白纸、铅笔、细线和图钉等器材，按照如下实验步骤完成实验： (Ⅰ)用图钉将白纸固定在水平木板上； (Ⅱ)如图(a)(b)所示，橡皮条的一端固定 在木板上的G点，另一端连接轻质小圆 环，将两细线系在小圆环上，细线另 一端系在弹簧测力计上，用两个弹簧 测力计共同拉动小圆环到某位置，并标记圆环的圆心位置为O点，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点，大小分别为F1＝3.60 N、F2＝2.90 N；改用一个弹簧测力计拉动小圆环，使其圆心到O点，在拉力F的方向上标记P3点，拉力的大小为F＝5.60 N。 请回答下列问题： (1)在图(b)中按照给定的标度画出F1、F2和F的图示，然后按平行四边形定则画出F1、F2的合力F'。 [解析]　按照给定的标度画出F1、F2和F的图示， 然后按平行四边形定则画出F1、F2的合力F'，如 图所示。 [答案]　图见解析 (2)比较F和F'，写出可能产生误差的 两点原因：______________________ ________________________________ ________________________。  [解析]　F和F'不完全重合的原因可能是：①没有做到弹簧测力计、细线、橡皮条都与木板平行；②读数时没有正视弹簧测力计。 ①没有做到弹簧测力计、细线、橡皮条都与木板平行；②读数时没有正视弹簧测力计 命题点二　实验创新设计 18 1.合力的改进：橡皮筋伸长到同一位置→钩码(重物)的重力不变。 2.实验器材的改进：弹簧测力计示数→ [典例3]　(2026·四川成都高三诊断)如图甲所示，某实验小组用如下器材验证力的合成遵循平行四边形定则。先将传感器A固定，把拴着重物C的橡皮筋挂在传感器A上，稳定后，记录传感器A的示数FA＝3.00 N，并测出此时橡皮筋的长度l1＝20.00 cm。再用一轻绳连接重物C与传感器B，水平向右拉动传感器B，如图乙所示，稳定后，分别记录两传感器 A、B的示数F'A＝5.00 N、FB＝4.10 N，并测出此时橡皮筋的长度l2＝ 24.00 cm。 (1)请在图丙中用力的图示法作出重物C所受的力，并作出重力与轻绳拉力的合力F合，通过对比F合与橡皮筋拉力的大小和方向得出力的合成遵循平行四边形定则。 [解析]　根据题意可知物体所受的重力大小等于FA， 水平轻绳拉力大小等于FB，橡皮筋拉力大小等于F'A， 根据力的图示法作出合力如图所示。 [答案]　图见解析 (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l0＝__________cm。  [解析]　开始时，根据胡克定律有G＝k(l1－l0)， 代入数据有3.00 N＝k(20.00 cm－l0)； 连接传感器B后，有F'A＝k(l2－l0)， 代入数据有5.00 N＝k(24.00 cm－l0)。 联立解得l0＝14.00 cm，k＝0.5 N/cm。 0.5　 14.00 [典例4]　有同学利用如图所示装置来验证力的平行四 边形定则：在竖直木板上铺有白纸，并固定两个光滑 的滑轮A和B，三根绳子打一个结点O，各绳另一端均 连接钩码，各钩码质量均相等，当系统如图达到平衡 时，根据钩码个数可读出三根绳子的拉力F1、F2和F3。 回答下列问题： (1)若某次实验中钩码个数N1＝2，N2＝5，则N3可能等于__________。  A.2　　　　　　 B.4 C.8 D.9 B [解析]　与N1、N2个钩码的重力大小相等的绳OA、OB对结点O的拉力的合力大小应该等于与N3个钩码的重力大小相等的绳OC对结点O的拉力大小，由三角形知识有N2－N1＜N3＜N2＋N1，即3＜N3＜7，故B正确。 (2)在实验过程中，关于实验操作和相关要求，下列 说法正确的是__________。  A.实验中三段绳子应与竖直木板平行 B.实验中需要用天平测出一个钩码的质量 C.在某两次实验中，O点位置可以不同 D.实验中需要用量角器量出三段绳子之间的夹角 AC [解析]　实验中绳子与木板平行才能在木板平面内 正确完成实验，A正确；实验中各钩码质量均相等， 只要知道三根绳子的拉力关系就能作图验证力的平 行四边形定则，因此不需要测出钩码的质量，B错 误；由于每次实验都能进行一次验证，故两次实验 中O点的位置可以不同，C正确；实验中以F1、F2为邻边作平行四边形验证，无须测夹角，D错误。 (3)通过实验，该同学用作图法作 出了两个图，如图甲、乙所示， 你认为图示中__________(选填 “甲”或“乙”)是正确的。  [解析]　实验中F3方向应沿竖直方向，所以甲图正确。 甲 $