2025届高三一轮复习 第二章　相互作用——力实验三　探究两个互成角度的力的合成规律练习

实验三　探究两个互成角度的力的合成规律实验装置图操作要领注意事项1.用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上。2.用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。如图甲所示。3.用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F。4.只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧测力计的读数F′和细绳的方向。5.比较F′与用平行四边形定则求得的合力F，看它们在实验误差允许的范围内是否相同1.位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同，是为了使合力的作用效果与两个分力共同作用效果相同，这是利用了等效替代的思想。2.角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60°～100°之间为宜。3.在合力不超出量程及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，便于确定力的方向。4.统一标度：在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些考点一　教材原型实验例1(2022·昆山检测)某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图1甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细,绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图：图1(1)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________；(2)本实验采用的科学方法是________；A.理想实验法　　　　B.等效替代法C.控制变量法　　　　D.建立物理模型法(3)实验时，主要的步骤是：A.在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数D.按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力FE.只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示F.比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论上述步骤中，①有重要遗漏的步骤的序号是________和________；②遗漏的内容分别是__________________和____________________。答案　(1)F′　(2)B　(3)①C　E　②C中应加上“记下两条细绳的方向”　E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O”解析　(1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿AO方向；而根据平行四边形定则作出的合力，由于误差的存在，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是F′。,(2)一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，它们的作用效果可以等效替代，故B正确。(3)①根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E。②在C中未记下两条细绳的方向，E中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置O。跟踪训练1.验证“力的平行四边形定则”，如图2所示，实验步骤如下：①用两个相同的弹簧测力计互成角度拉细绳套，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，记为O1；②记录两个弹簧测力计的拉力F1和F2的大小和方向；③只用一个弹簧测力计，将结点仍拉到位置O1，记录弹簧测力计的拉力F3的大小和方向；④按照力的图示要求，作出拉力F1、F2、F3；⑤根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F；⑥比较F3和F的一致程度。图2(1)下列说法中正确的是________。A.应使橡皮条与两绳夹角的平分线在同一直线上B.为了便于计算合力大小，两绳间夹角应取30°、45°、90°等特殊角度C.系在橡皮条末端的两绳要一样长D.同时改变两个弹簧测力计的拉力，结点可能保持在位置O1(2)改变F1、F2，重复步骤①至⑥进行第二次实验，记下结点位置O2，位置O2________(选填“必须”或“不必”)与位置O1相同。(3)某次实验中测力计的示数如图3所示，此时弹簧测力计上拉力的大小为,________N。图3(4)实验中，用两个弹簧测力计同时拉细绳套，两绳夹角小于90°，一个弹簧测力计示数接近量程，另一个超过量程的一半，请说明这样操作________(选填“合理”或“不合理”)，理由是________________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)D　(2)不必　(3)1.80　(4)不合理　只用一个弹簧测力计拉时会超过其量程解析　(1)F1、F2方向间夹角大小适当即可，不一定要橡皮条和两绳套夹角的角平分线在一条直线上，故A错误；两细绳拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，两绳间夹角不一定要取30°、45°、90°等特殊角度，故B错误；细绳的作用是能显示出力的方向，所以不必等长，故C错误；同时改变两个弹簧测力计的拉力，若合力不变，结点可能保持在位置O1，故D正确。(2)重复试验时，O2不必与O1位置相同。(3)弹簧测力计最小分度是0.1N，读到下一位，图中读数为1.80N。(4)不合理，只用一个弹簧测力计拉时会超过其量程。考点二　实验拓展创新常见拓展创新实验方案,(1)分力的获得：弹簧测力计的拉力→钩码的重力。(2)合力的获得：弹簧测力计的拉力→力传感器。例2(2023·安徽安庆月考)有同学利用如图4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：图4(1)若某次实验中钩码个数N1＝2，N2＝5，则N3可能等于________(填正确答案标号)。A.2B.4C.8D.9(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________(填选项前字母)。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,(3)通过实验，该同学用作图法作出了两个图，如图5甲、乙所示，你认为图示中________(填“甲”或“乙”)是正确的。图5答案　(1)B　(2)AC　(3)甲解析　(1)N1、N2钩码的重力的合力大小应该等于N3钩码的重力，由三角形知识应有N2－N1