新教材适用2023_2024学年高中物理第3章相互作用__力实验：探究两个互成角度的力的合成规律提能作业新人教版必修第一册

这是一份新教材适用2023_2024学年高中物理第3章相互作用__力实验：探究两个互成角度的力的合成规律提能作业新人教版必修第一册，共4页。
第三章　实验：探究两个互成角度的力的合成规律1．(2023·山东青岛高一期末)某实验小组做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，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。(1)以下说法正确的是_DE__。A．两根细绳必须等长B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C．在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等D．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行E．在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置(2)在另一小组研究两个共点力合成的实验中，两个分力的夹角为θ，合力为F，F与θ的关系图像如图所示。已知这两分力大小不变，则任意改变这两个分力的夹角，能得到的合力大小的变化范围是_1_N≤F≤7_N__。(3)某次实验中，该同学发现一个弹簧测力计的指针示数稍稍超出量程，请你提出一个解决办法_可以增大另一个弹簧测力计与橡皮条间夹角，即减小两个弹簧测力计间夹角__。解析：(1)为减小力的方向的测量误差，两根细绳可以适当长些，但不需要等长，故A错误；只有当两个弹簧秤拉力大小相等时，橡皮条才与两绳夹角的平分线在同一直线上，而本实验中两个弹簧秤的拉力大小并不要求一定相等，故B、C错误；在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行，从而减小力的测量误差，故D正确；在用两个弹簧秤同时拉细绳时，必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置，从而确保两次力的作用效果相同，故E正确。(2)设两个分力中较大的力为F1，较小的力为F2，由图可知θ＝180°时有F1－F2＝1 Nθ＝90°时有＝5 N解得F1＝4 N，F2＝3 N任意改变这两个分力的夹角，能得到的合力大小的变化范围是1 N≤F≤7 N。(3)当弹簧测力计超出其量程，则说明另一个弹簧测力计与橡皮条弹力的合力已偏大，则可以增大另一个弹簧测力计与橡皮条间夹角，即减小两个弹簧测力计间夹角。2．(2023·辽宁沈阳高一期末)某同学用如图甲所示的装置来“验证力的平行四边形定则”。图中A、B是两个力学传感器，它们可以在竖直平面内的圆弧上自由移动。AO、BO是两段不可伸长的轻质细绳，在O的下方悬挂一质量为m的重物时，结点O恰好位于圆弧的圆心上。已知O为“死结”。(1)若增加重物质量，则结点O的位置_不变__(填“上升”或“下降”或“不变”)；(2)在某次实验中，A、B传感器的读数分别是F1、F2，然后用一只力学传感器测量物体重力，其读数为F，最后作出F1、F2的合力F′。若操作正确，则作出的图可能是图中的_乙__。(选“乙”或“丙”)。解析：(1)根据题意可知，两个力学传感器可以在圆弧上自由滑动，圆弧给传感器的支持力一定与圆弧的切面垂直，由平衡条件可知AO、BO一定沿半径方向，则O点一定处在圆弧的圆心上，故若增加重物质量，则结点O的位置“不变”。(2)根据题意可知F为用一只力学传感器测量物体重力的读数，则F一定与物体的重力在同一条直线上，所以作出的图可能是图中的“乙”。3．(2023·广东广州高一期末)某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB与OC为细绳。(1)某同学实验操作步骤如下：①如图甲所示，把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳连在橡皮条的另一端，通过细绳用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条，橡皮条伸长，使结点伸长到O点，用铅笔记下O点的位置，并记下两个测力计的读数；②在纸上按比例作出两个力FOB、FOC的图示，用平行四边形定则求出合力F；③只用一个测力计，通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置O点，记下测力计的读数和细绳的方向，按同样比例作出这个力F′的图示(如图乙)，比较F′与用平行四边形定则求得的合力F；④改变FOB和FOC的夹角和大小，重复上述过程。上述实验过程中，其中步骤_①__(填序号)中有重要内容遗漏。(2)若某次弹簧测力计的读数如图a所示，则读数为_2.4__N。(3)利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O以及两只弹簧秤拉力的大小和方向，如图b所示，图中每一小格长度均代表0.8 N，则F1与F2的合力大小为_4.8__N，请在图中作出完整的力的平行四边形_见解析__。(4)图乙是该同学在白纸上根据实验结果作出的力的图示。F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是_F′__。(5)该同学对弹簧测力计中弹簧的劲度系数是多少很感兴趣。于是，他将一弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连(如图丙)，当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时，在电脑上得到了弹簧长度的形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图像(如图丁)。则该弹簧的劲度系数k＝_200__N/m。解析：(1)上述实验过程中，其中步骤①中有重要内容遗漏，步骤①中除了用铅笔记下O点的位置以及两个测力计的读数外，还应该记录两个拉力的方向。(2)图中弹簧测力计的分度值是0.2 N，因此读数为2.4 N；(3)以F1和F2为邻边作平行四边形，与F1和F2共点的对角线表示合力F，标上箭头，如图所示由图可知F1与F2的合力大小为6×0.8 N＝4.8 N。(4)图乙F与F′两力中，F是两个分力合力的理论值，而F′是两个力合力的实验值，则方向一定沿AO方向的是F′。(5)根据胡克定律F＝kx可知F－x图像的斜率等于弹簧的劲度系数，由图像可得k＝＝ N/m＝200 N/m。