2024版新教材高考物理复习特训卷考点13实验：探究两个互成角度的力的合成规律

这是一份2024版新教材高考物理复习特训卷考点13实验：探究两个互成角度的力的合成规律，共5页。

①在竖直平面内，将小圆环拴在橡皮条的下端，用两个弹簧测力计互成角度地拉动小圆环到O点，在白纸上记下O点的位置，记录两弹簧测力计的读数F1和F2；
②用一个弹簧测力计通过小圆环拉橡皮条，使橡皮条的伸长量与用两个弹簧测力计拉时的伸长量相同，记下此时弹簧测力计的读数F及方向．
(1)步骤①中，必要的是________；
A.弹簧测力计在使用前应校零
B.测出橡皮条的原长
C.用两个弹簧测力计拉动小圆环时，要保持弹簧测力计相互垂直
(2)步骤①中的疏漏是_______________________________________________________；
(3)步骤②中的疏漏是_______________________________________________________
________________________________________________________________________.
2．某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细线的方向．
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N.
(2)下列不必要的实验要求是________．(请填写选项前对应的字母)
A.应测量重物M所受的重力
B.弹簧测力计应在使用前调零
C.细线方向应与木板平面平行
D.改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，在保证现有器材不变的情况下怎样调整水平拉力B.____________________________________________________
________________________________________________________________________.
3．完成以下“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验的几个主要步骤：
(1)如图甲，用两个弹簧测力计分别钩住细绳，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长．记下结点O的位置，两弹簧测力计的读数F1、F2以及两细绳的方向．
(2)如图乙，用一个弹簧测力计钩住细绳把橡皮条的结点拉到________，记下细绳的方向(如图丙中的c)，读得弹簧测力计的示数F＝________．
(3)如图丙，按选定的标度作出了力F1、F2的图示，请在图丙中：
①按同样的标度作出力F的图示．
②用虚线把F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接，能看到所围成的形状像是一个________．
4．用如图的实验装置来“探究两个互成角度的力的合成规律”，带有滑轮的木圆盘竖直放置，为了便于调节绳子拉力的方向，滑轮可以在圆盘边缘移动．实验步骤如下：
(1)三段绳子各悬挂一定数目的等质量的钩码，调整滑轮在木板上的位置，使系统静止不动．
(2)调节滑轮的位置，使得绳子的节点O位于圆心处，记录三段绳子所挂钩码个数以及三段绳子的________．
(3)根据记录数据作力的图示FA、FB、FC.
(4)以FA、FB为邻边，画出平行四边形，如果________与平行四边形的对角线近似共线等长，则在实验误差允许的范围内，验证了力的平行四边形定则．
(5)改变每段绳子上挂的钩码个数和滑轮位置，重新实验．
(6)你认为本实验中有没有必要测钩码的重力？答：________(选填“有”或“没有”).
5．一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中“探究两个互成角度的力的合成规律”．
(1)如图甲，在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶________时电子秤的示数F.
(2)如图乙，将三细线L1、L2、L3的一端打结，另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉A和水壶杯带上．水平拉开细线L1，在白纸上记下结点O的位置、________和电子秤的示数F1.
(3)如图丙，将另一颗墙钉B钉在与O同一水平位置上，并将L1拴在其上．手握电子秤沿着(2)中L2的方向拉开细线L2，使________和三根细线的方向与(2)中重合，记录电子秤的示数F2.
(4)在白纸上按一定标度作出电子秤拉力F、F1、F2的图示，根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F′的图示，若________，则两个互成角度的力的合成规律满足平行四边形定则．
6．[2023·四川自贡三模]某小组为了验证力的平行四边形定则，设计了如图甲所示的实验：在一个半圆形刻度盘上安装两个可以沿圆弧边缘移动的拉力传感器A、B，传感器的挂钩系着轻绳，轻绳的另一端系在一起形成结点O，且O点在刻度盘的圆心．在O点挂上重G＝5.00 N的钩码，记录A、B的示数F1、F2和轻绳与竖直方向的夹角θ1、θ2，用力的图示法验证力的平行四边形定则．
(1)当F1＝3.60 N 、F2＝4.50 N，θ1＝60°、θ2＝45°时，请在图乙中用力的图示法作图，画出两绳拉力的合力F，并求出合力F＝________N.(结果保留三位有效数字)
(2)在实验中，某位同学将传感器A固定在一个位置后，再将传感器B从竖直位置的P点缓慢顺时针旋转，得到了如图丙所示的F2 ­ θ2图像，由图丙可知传感器A所处位置的角度θ1＝________．
7．[2022·浙江6月，节选]“探究求合力的方法”的实验装置如图所示，在该实验中
(1)下列说法正确的是________(单选).
A.拉着细绳套的两只弹簧秤，稳定后读数应相同
B.在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点
C.测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦
D.测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板
(2)若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要________(选填“2”“3”或“4”)次把橡皮条结点拉到O.
考点13 实验：探究两个互成角度的力的合成规律
1．答案：(1)A (2)没有记下两个弹簧测力计拉力的方向 (3)没有拉动小圆环到O点
解析：(1)弹簧测力计使用前应校零，故A正确；橡皮条的原长不影响实验结果，所以不用测量，故B错误；两个弹簧测力计相互垂直与否与实验结果无关，故C错误．
(2)拉动小圆环到O位置时，记录两弹簧测力计的读数F1和F2及方向；步骤①中的疏漏是没有记录拉力的方向．
(3)用一个弹簧测力计拉橡皮条时，仍需将小圆环拉到O位置，这样就保证两次力的作用效果相同，步骤②中的疏漏是没有将小圆环拉到O位置．
2．答案：(1)3.6 (2)D (3)减小弹簧测力计B的拉力大小、减小OB与OA间的夹角(二者答一即可)
解析：(1)弹簧测力计的最小分度为0.2 N，故读数为3.6 N；
(2)本实验是利用共点力的平衡验证力的平行四边形定则，实验中必须知道O点所受的各个力的大小和方向，A是必须的；对于弹簧测力计的使用来讲，B、C是必需的；实验中只要三力平衡即可，O点的位置没有特定要求，D不必要．
(3)只要使测力计A的示数减小就行，说法合理即可．
3．答案：(2)同一位置O 4.0 N (3)①见解析图 ②平行四边形
解析：(2)用一个弹簧测力计钩住细绳把橡皮条的结点拉到同一位置O，记下细绳的方向，由题图乙可读得弹簧测力计的示数F＝4.0 N.
(3)①作出力F的图示如图所示．
②F1、F2和F的箭头端连接后如图所示，围成的图形是平行四边形．
4．答案：(2)方向 (4)FC (6)没有
解析：(2)由于力是矢量，所以一定需要记录三段绳子所挂钩码个数以及三段绳子的方向．
(4)以FA、FB为邻边，画出平行四边形，如果FA、FB所夹的对角线与FC近似共线等长，说明FA、FB所夹的对角线表示的力即为FA、FB的合力．
(6)实验中钩码都是相同的，一个钩码受到的重力为一个单位力，只要计钩码的个数即可，故不需要测量钩码的重力．
5．答案：(1)静止 (2)三根细线的方向 (3)结点O的位置 (4)F和F′在误差允许的范围内重合
解析：(1)要测量装满水的水壶的重力，需记下水壶静止时电子秤的示数F.
(2)要画出平行四边形，则需要记录分力的大小和方向，所以在白纸上记下结点O的位置的同时也要记录三根细线的方向以及电子秤的示数F1.
(3)已经记录了一个分力的大小，还要记录另一个分力的大小，则结点O的位置不能变化，力的方向也都不能变化，所以应使结点O的位置和三根细线的方向与(2)中重合，记录电子秤的示数F2.
(4)根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F′的图示，若F和F′在误差允许的范围内重合，则平行四边形定则得到验证．
6．答案：(1)作图见解析图 5.80 (2)30°
解析：(1)作出两绳拉力的合力F如图，求得的合力为F＝5.80 N.
(2)由图丙可知，当θ2＝0时，F2＝F＝5 N；当θ2＝60°时，F2的最小值为F2＝2.5 N，则此时两个分力F1、F2是垂直的，有sin θ1＝ eq \f(F2,F)＝ eq \f(2.5,5)＝0.5，得出θ1＝30°.
7．答案：(1)D (2)3
解析：(1)“探究求合力的方法”时不用保证两弹簧秤的读数相同，A错误；在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择与结点相距较远的一点，B错误；实验时，弹簧秤外壳与木板之间的摩擦不影响实验的结果，C错误；为了减小实验误差，实验时，应保证橡皮条、细绳和弹簧秤贴近并平行于木板，D正确．(2)如果只有一个弹簧秤，应先后两次将弹簧秤挂在不同的细绳套上，然后将结点拉到同一位置O，并保证两次两分力的方向不变；再将弹簧秤挂在另一个细绳套上，将结点拉到位置O，因此为了完成实验至少需要3次把橡皮条的结点拉到O.