专题11 实验 探究两个互成角度的力的合成规律——2023年高考物理一轮复习小题多维练（广东专用）

2023年高考物理一轮复习小题多维练（广东专用）

专题11  实验  探究两个互成角度的力的合成规律

（时间：30分钟）

1．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点的位置和拉线的方向．

(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．拉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：______。

2．某学生学习小组在课外做“验证力的平行四边形法则”的实验。

（1）该实验需要用到如图甲所示的弹簣秤，并用对拉的方法选择弹簧秤。有两种选择方案，方案一∶两弹簣秤竖直悬挂在铁架台上对拉，方案二∶两弹簧秤置于尽量光滑的水平桌面对拉，下列说法正确的是__________

A．弹簣秤使用前必须进行调零

B．对拉的两个弹簣秤的量程需一致

C．若方案一的两弹簣秤读数相等，则可正常使用

D．若方案二的两弹簧秤读数相等，则可正常使用

（2）该学习小组使用的弹簧秤量程为5.00N，将橡皮条一端固定，先用两只弹簧秤将橡皮条另一端拉到某一位置，标记为O点、紧靠细绳标记A、B两点及记录弹簧秤读数；然后用一只弹簣秤将其拉至O点，紧靠细绳的标记C点及记录弹簣秤读数，该小组完成的某次实验数据记录在图乙中。

①为“验证力的平行四边行法则”，请按实验要求在图乙中完成作图________；

②结合图乙，分析实验过程与结果，请至少给出一个方案以减少该实验的实验误差：__________。

3．某同学用“两把量程为的弹簧测力计、一个橡皮筋、平整木板一块、图钉若干枚、细线、白纸和笔”验证力的平行四边形定则，完成实验后，该同学进行拓展实验如下，请完成必要步骤：

（1）在白纸上过橡皮筋固定点A画一直线如图甲中竖直虚线所示用一把弹簧测力计将橡皮筋拉至一定长度，橡皮筋始终保持沿着虚线的方向，记录橡皮筋结点位置O；测力计示数如图乙所示，读数为___________N。

（2）如图甲所示，过结点O作两互相垂直的虚线，、与延长虚线夹角分别为60°和30°。

（3）如图丙所示，用两把弹簧测力计a、b将橡皮筋结点拉至O点，a、b的方向分别与、重合，记录a、b两弹簧测力计的读数和。

（4）现保持结点O的位置不变，缓慢将两弹簧测力计同时逆时针转动30°，并保持互相垂直，在转动过程中，弹簧测力计a的示数___________（填“变大”“变小”或“不变”）。

（5）当转过30°时，弹簧测力计b的读数为。若平行四边形定则成立，则与的比值为___________。

4．有同学利用如图1所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力、和，回答下列问题：

（1）改变钩码个数，实验能完成的是________。

A．钩码的个数，，        B．钩码的个数

C．钩码的个数，            D．钩码的个数，

（2）在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是________。

A．用天平测出钩码的质量

B．用量角器量出三段绳子之间的夹角

C．标记结点的位置，并记录、、三段绳子的方向

D．量出、、三段绳子的长度

（3）在作图时，你认为图2中________是正确的。（选填“甲”或“乙”）

5．某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将白纸固定在水平放置的木板上，橡皮筋的端用图钉固定在木板上，端系上两根带有绳套的细绳。

（1）如图（a），用两个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的不同方向同时拉橡皮筋，将橡皮筋的端拉至某点。记下点位置和两细绳的方向，并读出两个拉力的大小分别为___和。

（2）如图（b），撒去（1）中的拉力，现只用一个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的方向拉橡皮筋，并再次将端拉至点，再次将端拉至点的目的是_______________；记下细绳的方向，并读出拉力的大小为。

（3）如图（c），某同学以点为作用点，用图示标度画出了力的图示，请你画出力、的图示并按平行四边形定则画出它们的合力_____。

（4）比较与的关系，即可验证。

6．在“验证里的平行四边形定则”的实验中：

(1)下面列出的措施中，下列说法错误的的有______；

A．细绳要适当长一些

B．两个分力之间的夹角尽量大一些

C．橡皮绳弹性要好，拉到O点时的拉力适当大些

D．拉橡皮条时，橡皮条、细绳、弹簧秤要平行贴近水平木板

E．把橡皮条换成一根轻弹簧无法完成该实验

(2)有位同学做了一系列步骤，其中的两个步骤是这样做的：

①在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置O点，在白纸上记下O点与两个弹簧秤的读数F1与F2；

②只用一个弹簧秤通过细线沿原来的方向(即两个弹簧同时拉时橡皮条伸长的方向)拉橡皮条，记下此时弹簧秤的读数F’和细线的方向。

以上两个步骤中均有疏漏或错误，分别是：

在①中______；

在②中_______。

7．如图所示，张老师在课堂做“验证力的平行四边形定则”实验时，在黑板上方的A点固定橡皮条的一端，用两个弹簧测力计将另一端拉到O点。

（1）下列原因可能会导致实验结果不准确的是______；

A．弹簧测力计在实验前没有调零

B．弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度

C．弹簧测力计自身的重力对拉力大小有影响

（2）为了提高实验的准确性，减少误差，请提出合理的解决办法（一条即可）______；

（3）两弹簧测力计的读数分别为和，两细绳的方向分别与橡皮条延长线的夹角为和，此时，如图所示，以下说法正确的是______。

A．为了验证力的平行四边形定则，只需作力的图示来表示分力与合力

B．实验中用平行四边形定则求得的合力F一定与OA在一条直线上

C．若保持O点的位置和夹角不变，夹角可变，若增大，则可能减小

D．若保持O点的位置和大小不变，增大，则增大，可能增大

8．某同学用两根完全相同的轻弹簧和一瓶矿泉水等器材验证“力的平行四边形定则”。实验时，先将一弹簧一端固定在墙上的钉子A上，另一端挂矿泉水瓶，如图甲所示；然后将两弹簧一端分别固定在墙上的钉子A、B上，另一端与连接于结点O，在结点O挂矿泉水瓶，静止时用智能手机的测角功能分别测出、与竖直方向的偏角、，如图乙所示。改变钉子B的位置，按照上述方法多测几次。

（1）依据上述方案并根据力的平行四边形定则，为画出力的合成图，必须的操作是___________（选填选项前的字母）。

A．实验中要使、长度相同

B．要测量弹簧的原长

C．要测量图甲、乙中弹簧的长度

D．实验中要使结点O的位置始终固定不变

（2）根据实验原理及操作，为验证力的平行四边形定则，在作图时，图中___________（选填“丙”或“丁”）是正确的。

（3）某次实验中测得乙图中，，保持偏角不变，将从乙图中位置沿顺时针缓慢转到水平位置，则中弹簧的长度将___________，中弹簧的长度将___________（选填“一直增大”“一直减小”“先减小后增大”或“先增大后减小”）。