高考物理复习特训考点二相互作用——力第16练探究两个互成角度的力的合成规律含解析

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第16练　探究两个互成角度的力的合成规律（时间　20分钟）1．以下是某实验小组“探究两个互成角度的力的合成规律”的过程．(1)首先进行如下操作：①如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE；②如图乙，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环．小圆环在拉力F1、F2的共同作用下，位于O点，橡皮条伸长的长度为EO；③撤去F1、F2，改用一个力F单独拉住小圆环，仍将其拉至O点，如图丙．同学们发现，力F单独作用，与F1、F2共同作用的效果是一样的，都使小圆环在O处保持静止，由于两次橡皮条伸长的长度相同，即________，所以F等于F1、F2的合力．(2)然后实验小组探究了合力F与分力F1、F2的关系：①由纸上O点出发，用力的图示法画出拉力F1、F2和F(三个力的方向沿各自拉线的方向，三个力的大小由弹簧测力计读出)；②用虚线将拉力F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接，如图丁，得到的启示是________________；③多次改变拉力F1、F2的大小和方向，重做上述实验，通过画各力的图示，进一步检验所围成的图形．实验小组发现：在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫作________．2．在课外活动小组进行研究性学习的过程中，某研究小组设计了一个实验来探究求合力的方法．(1)用两只弹簧测力计A、B把小圆环拉到某一位置O，这时AO、BO间夹角∠AOB<90°，如图1所示，现不改变弹簧测力计A的拉力方向，使其拉力减小，要使小圆环仍被拉到O点，应调节弹簧测力计B的拉力大小及β角，在下列调整方法中，可行的是________．①增大B的拉力，减小β角②增大B的拉力，β角不变③增大B的拉力，增大β角④B的拉力大小不变，增大β角(2)在这个实验当中，有同学认为弹簧测力计的弹簧、挂钩和连杆的重力会使读数有误差．如图2所示，下列三种操作可以减小这些误差的是图________．3．用如图所示的器材可以验证力的平行四边形定则．在圆形桌子的透明水平桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮，其中，滑轮P1固定在桌边，滑轮P2、P3可在桌边上移动．第一次实验的步骤如下：A.在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，并使结点O静止；B.在白纸上描下O点的位置和三根轻绳的方向，以O点为起点，作出三个拉力的图示；C.以绕过P2、P3的绳上的两个力为邻边作出平行四边形，作出以O点为起点的平行四边形的对角线，量出对角线的长度；D.检验对角线和绕过P1的绳上的拉力的图示的长度是否一样、方向是否在一条直线上．(1)实验中，若一根绳挂的钩码质量为m，另一根绳挂的钩码质量为2m，则第三根绳挂的钩码质量一定大于________且小于________．(2)第二次实验时，改变滑轮P2、P3的位置和相应绳上钩码的数量，使结点平衡，绳的结点________(选填“必”或“不必”)与第一次实验中白纸上描下的O点重合．实验中，若桌面不水平，________(选填“会”或“不会”)影响实验的结论．
第16练　探究两个互成角度的力的合成规律1．答案：（1）③作用效果相同　（2）②可能构成平行四边形　（3）③平行四边形定则解析：（1）橡皮条对小圆环的拉力相同，作用效果相同．（2）由题图丁得到的启示是可能构成平行四边形．（3）用表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫作平行四边形定则．2．答案：（1）③　（2）（c）解析：（1）根据题意作出动态平行四边形，如图所示，当A的拉力减小时，应增大B的拉力，增大β角，故③正确．（2）图（c）沿水平方向拉橡皮筋，可以减小弹簧测力计的弹簧、挂钩、连杆的重力对实验的影响，进而减小误差．3．答案：（1）m　3m　（2）不必　不会解析：（1）若一根绳挂的钩码质量为m，另一根绳挂的钩码质量为2m，则第三根绳挂的钩码质量在m～3m之间．（2）本实验不是先用一根绳拉，然后用两根绳去拉，使一根绳拉的作用效果与两根绳拉的作用效果相同，所以结点的位置可以改变，若桌面不水平，也不会影响实验结论．