备考2024届高考物理一轮复习讲义第二章相互作用实验三探究两个互成角度的力的合成规律命题点1教材原型实验

这是一份备考2024届高考物理一轮复习讲义第二章相互作用实验三探究两个互成角度的力的合成规律命题点1教材原型实验，共4页。试卷主要包含了实验原理与实验过程，实验注意事项与误差分析等内容，欢迎下载使用。

1.实验原理与实验过程
2.实验注意事项与误差分析
研透高考 明确方向
命题点1 教材原型实验
1.[实验原理与操作/2023全国乙]在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有：木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干.完成下列实验步骤：
①用图钉将白纸固定在水平木板上.
②将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上.将两细线也系在小圆环上，它们的另一端均挂上测力计.用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力F1和F2的大小，并 CD .（多选，选填正确答案标号）
A.用刻度尺量出橡皮条的长度
B.用刻度尺量出两细线的长度
C.用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置
D.用铅笔在白纸上标记出两细线的方向
③撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到 标记位置 ，由测力计的示数得到拉力F的大小，沿细线标记此时F的方向.
④选择合适标度，由步骤②的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作F1和F2的合成图，得出合力F'的大小和方向；按同一标度在白纸上画出力F的图示.
⑤比较F'和F的 大小和方向 ，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则.
解析 ②实验中保证两次操作使橡皮条产生相同的弹力作用，故应标记小圆环的位置以及每个力的大小和方向，力的大小由测力计读出，方向即为细线的方向，故C、D正确；橡皮条与细线的长度没必要测出，A、B错误.③撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到已标记的小圆环位置，记录此时拉力F的大小和方向.⑤比较F'和F的大小和方向，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则.
命题拓展
实验器材创新：重物重力不变
如图所示为小明与小华对本实验进行探究的方案，两人针对实验中是否需要记录O点的位置持有不同观点：小明认为需要记录，而小华认为不需要.你赞同 小华 （选填“小明”或“小华”）的观点，理由是 只要系统处于静止状态，两力的合力大小、方向就不变，所以不需要记录O点的位置 .
解析 方案中两个弹簧测力计的共同作用效果是平衡O点下方所悬挂重物的重力，即使O点位置移动，只要系统处于静止状态，两力的合力大小、方向就不变，所以不需要记录O点的位置，故赞同小华的观点.
2.[数据处理和误差分析/2024云南师大附中阶段练习]某实验小组利用如图所示装置做“力的合成与分解”实验，先用一个弹簧测力计通过细线悬吊一个钩码，当钩码静止时，弹簧测力计的示数为F＝1.50N；再用两个弹簧测力计a、b通过两根互成角度的等长细线将该钩码悬吊，弹簧测力计a所拉细线方向水平，弹簧测力计b所拉细线与水平方向成θ角，且θ＝60°.
（1）弹簧测力计a的拉力与弹簧测力计b的拉力的合力为 1.50 N（保留3位有效数字）；
（2）现让弹簧测力计a、b均绕O点沿顺时针方向缓慢转动，保持结点在圆心O处、两弹簧测力计间的夹角不变，直到连接弹簧测力计b的细线方向水平为止，此过程中弹簧测力计b的示数 变小 .（选填“变大”“不变”“变小”“先变大后变小”或“先变小后变大”）
（3）关于此实验，下列说法正确的是 BD .
A.此实验的思想方法与重心这一概念的建立思想是不同的
B.应保证两弹簧测力计与物体在同一竖直面内
C.用两个弹簧测力计拉细线时，两细线间的夹角应尽可能大
D.弹簧测力计a、b拉力方向应沿弹簧测力计轴线
解析 （1）弹簧测力计a、b拉力的合力应与钩码对结点O的拉力等大反向，故为1.50N.
（2）由几何关系得，弹簧测力计a、b对结点O的拉力Fa、Fb以及钩码对O的拉力F1组成的矢量三角形内接于圆O'，如图所示，可看出在题设过程中，拉力Fb在变小.
（3）力的合成与分解的思想方法与重心这一概念的引入均使用了等效替代法，故A错误；该实验应保证各个力在同一平面内，故B正确；夹角太大，在绘制力的图示时，不易测量，故C错误；弹簧测力计的拉力沿其轴线方向，可减小实验误差，故D正确.