備考2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)分層練習(xí)第二章相互作用實(shí)驗(yàn)三探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律

試驗(yàn)三探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律1.[2024河南高三校聯(lián)考]如圖甲所示，某小組在水平放置的木板上做“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”試驗(yàn).試驗(yàn)的主要過程如下：A.將橡皮筋的一端固定，分別進(jìn)行兩次拉伸橡皮筋，一次是兩位同學(xué)合作，先同時(shí)通過兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度將橡皮筋的另一端拉到某一點(diǎn)O，記錄O點(diǎn)位置同時(shí)記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F1和F2的大小和方向；另一次是用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)通過細(xì)繩將橡皮筋的端點(diǎn)拉到同一位置點(diǎn)O，記錄此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F'的大小和方向；B.過O點(diǎn)，按統(tǒng)一標(biāo)度作出力F1、F2和F'的圖示如圖乙所示；C.以F1、F2這兩個(gè)力為鄰邊作出平行四邊形，其對(duì)角線為如圖乙所示的F.回答下列問題：（1）下列說法正確的是C.A.F1、F2之間的夾角最好為120°B.為了避開摩擦力的影響，要斜向上拉彈簧測(cè)力計(jì)C.用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)繩時(shí)，需調(diào)整彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小與方向，直到橡皮筋結(jié)點(diǎn)與事先標(biāo)記的O點(diǎn)重合D.平行四邊形定則求和的方法適用于某些矢量的求和，速度的合成遵循這種求和的方法，位移以及磁感應(yīng)強(qiáng)度的合成不遵循這種方法（2）對(duì)乙圖，F(xiàn)1、F2合力的理論值是F，實(shí)際測(cè)量值是F'.（均選填“F'”或“F”）（3）試驗(yàn)小組重新做了一次試驗(yàn)，如圖丙所示，若圖中每一小格長(zhǎng)度均代表1.5N，則在圖中作出F1與F2的合力大小為9.0N（保留2位有效數(shù)字）.解析（1）F1與F2之間的夾角不能太大也不能太小，也不愿定是特別的120°，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；運(yùn)用彈簧測(cè)力計(jì)的時(shí)候，彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)與木板平行，不行以斜向上拉彈簧測(cè)力計(jì)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)繩時(shí)，需調(diào)整彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小與方向，直到橡皮筋結(jié)點(diǎn)與事先標(biāo)記的O點(diǎn)重合，這樣保證F'與F1、F2是等效替代關(guān)系，選項(xiàng)C正確；平行四邊形定則求和的方法適用于一切矢量的求和，位移、速度、磁感應(yīng)強(qiáng)度的合成都遵循這種求和的方法，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.（2）對(duì)題圖乙，F(xiàn)1、F2合力的理論值是平行四邊形的對(duì)角線，即F.實(shí)際測(cè)量值是F'.（3）在題圖丙中作出F1與F2的合力如圖所示.圖中每一小格長(zhǎng)度均代表1.5N，則F1與F2的合力大小為9.0N.2.在探究求合力的方法時(shí)，先將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩，試驗(yàn)時(shí)，須要兩次拉伸橡皮條，一次是通過兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度拉橡皮條，另一次是用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)通過細(xì)繩拉橡皮條.（1）在試驗(yàn)操作過程中，下列說法正確的是BD（填字母代號(hào)）.A.將橡皮條拉伸相同長(zhǎng)度即可B.彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行C.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)，兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)之差應(yīng)盡可能大D.拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些（2）小組同學(xué)利用坐標(biāo)紙登記了橡皮條的結(jié)點(diǎn)位置O以及兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小和方向，如圖所示，圖中每一小格長(zhǎng)度均代表0.5N，則F1與F2的合力大小為2.5N.（保留2位有效數(shù)字）（3）試驗(yàn)過程中，保持橡皮條的結(jié)點(diǎn)位置O不動(dòng)和彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F1的方向不變，使另一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)從圖示位置起先，沿順時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)過53°角，關(guān)于彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F2的變更，下列結(jié)論正確的是D.（已知sin53°＝0.8）A.漸漸增大 B.漸漸減小C.先增大后減小 D.先減小后增大解析（1）探究求合力的方法接受了等效替代的思想，須要兩次將橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置，A錯(cuò)誤；為了減小試驗(yàn)誤差，操作中要求彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行，B正確；用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)，兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)之差不應(yīng)太大，否則將增大作圖誤差，C錯(cuò)誤；為了更精確地記錄力的方向，拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些，D正確.（2）依據(jù)平行四邊形定則，作出合力，如圖甲所示，由圖像可得合力大小F合＝2.5N. 圖甲 圖乙（3）試驗(yàn)過程中，保持橡皮條的結(jié)點(diǎn)位置O不動(dòng)，即合力不變，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F1的方向不變，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F2的方向和大小都變更，如圖乙所示.當(dāng)F2與F1垂直時(shí)，F(xiàn)2有最小值，依據(jù)兩力的大小與方向關(guān)系可知，兩力初始夾角小于143°，由此可知F2的示數(shù)先減小后增大，D正確.3.[2024山東青島調(diào)研檢測(cè)]某同學(xué)探究共點(diǎn)力的合成規(guī)律.ABCD為豎直平板，E、F兩處固定了軸線水平的輕質(zhì)滑輪.調(diào)整鉤碼個(gè)數(shù)，當(dāng)裝置平衡時(shí)如圖所示，此時(shí)登記繩子結(jié)點(diǎn)O的位置、三段繩子OE、OF、OP中彈力的方向及對(duì)應(yīng)的鉤碼數(shù)目.圖中OE、OF與水平方向的夾角分別為α、β，假如共點(diǎn)力的合成滿意平行四邊形定則，則α＋β＝π2或90°.保持鉤碼個(gè)數(shù)不變，將F處滑輪水平向右移動(dòng)到G點(diǎn)，裝置再次平衡后，結(jié)點(diǎn)O的位置將降低（選填“上升”“降低”或“不變”）解析在探究共點(diǎn)力的合成規(guī)律時(shí)，須要登記力的大小和方向，在本試驗(yàn)中，鉤碼的個(gè)數(shù)反映力的大小，則還需登記力的方向.假如題圖中的共點(diǎn)力的合成滿意平行四邊形定則，則依據(jù)鉤碼個(gè)數(shù)3、4、5結(jié)合幾何關(guān)系可知應(yīng)有α＋β＝π2.F處滑輪水平向右移動(dòng)到G點(diǎn)，裝置再次平衡時(shí)，由于鉤碼個(gè)數(shù)不變，則α、β均不變，O點(diǎn)沿EO向右下移動(dòng)，即O4.[試驗(yàn)裝置創(chuàng)新]某同學(xué)用光滑平板A和B制作了一個(gè)直角架.該同學(xué)想通過此裝置，利用壓力傳感器和量角器來驗(yàn)證力的平行四邊形定則，主要試驗(yàn)步驟如下.（1）平板B置于水平面上，壓力傳感器固定在平板B上，將木塊C置于壓力傳感器正上方，木塊C緊靠平板A，如圖甲所示，記錄此時(shí)傳感器的示數(shù)F1，此時(shí)平板A對(duì)木塊C的彈力為0.圖甲圖乙（2）以直角架連接邊為轉(zhuǎn)軸，抬高平板B的另一端，使平板B繞轉(zhuǎn)軸逆時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)，平板B轉(zhuǎn)過的角度為60°時(shí)，記錄傳感器的示數(shù)F2，如圖乙所示.（3）在誤差允許的范圍內(nèi)，比較F1和F2的大小，若F1與F2的關(guān)系為F1＝2F2，即可初步驗(yàn)證平行四邊形定則.（4）重復(fù)步驟（2），多次調(diào)整平板B轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，比較F1和F2的大小，多次驗(yàn)證.（5）在步驟（2）中，隨著轉(zhuǎn)動(dòng)角度的增大，通過平行四邊形定則可以推出平板A對(duì)木塊C的彈力始終變大（選填“始終變大”或“先變大后變小”）.解析（1）題圖甲中平板B水平放置，平板A與木塊C只接觸沒有彈力作用.【易錯(cuò)辨析】此處要留意兩物體接觸且發(fā)生彈性形變才有彈力，當(dāng)不確定是否有彈力時(shí)可以接受假設(shè)法，假設(shè)沒有平板A，看木塊C能否靜止，假如C靜止，則A、C之間沒有彈力，假如C不靜止，則A、C之間有彈力.（3）對(duì)木塊C進(jìn)行受力分析，可知平板A對(duì)木塊C的彈力和平板B對(duì)木塊C的彈力均與各自接觸面垂直，由于木塊C處于平衡狀態(tài)，故這兩個(gè)彈力的合力應(yīng)當(dāng)豎直向上，如圖（a）所示，依據(jù)幾何關(guān)系可知合力為2F2，所以在誤差允許的范圍內(nèi)，若F1＝2F2，即兩個(gè)平板對(duì)木塊C的彈力的合力與木塊C受到的重力大小相等，方向相反，則可初步驗(yàn)證平行四邊形定則.（5）平板B從題圖甲所示位置緩慢旋轉(zhuǎn)的過程中，兩板對(duì)木塊C的彈力夾角不變，保持垂直，作出幫助圓，如圖（b）所示，可知平板A對(duì)木塊C的彈力始終變大.5.[2024廣東茂名聯(lián)考]某中學(xué)試驗(yàn)小組的同學(xué)在探究合力與分力關(guān)系時(shí)，把木板放在水平桌面上，在木板上固定一張白紙，將橡皮筋的一端固定在圖中的P點(diǎn)，橡皮筋的另一端拴接兩個(gè)細(xì)繩套，用兩彈簧測(cè)力計(jì)A、B（單位為N）拉兩個(gè)細(xì)繩套使結(jié)點(diǎn)到O點(diǎn)（未畫出），如圖所示，其中彈簧測(cè)力計(jì)A的示數(shù)如圖，改用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)繩套仍使結(jié)點(diǎn)到O點(diǎn).（1）彈簧測(cè)力計(jì)A的讀數(shù)為4.90N.（2）下列說法不正確的是D.（請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母）A.試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)以及細(xì)繩的方向B.試驗(yàn)前，應(yīng)將彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行校零C.試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)保持細(xì)繩與木板平行D.為了減小試驗(yàn)誤差，應(yīng)進(jìn)行多次試驗(yàn)，且每次都必需使結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O點(diǎn)（3）試驗(yàn)時(shí)，分別用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)與一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋，均使結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)，則該試驗(yàn)用到的探討方法是B.A.限制變量法 B.等效替代法C.類比法 D.建立物理模型法（4）假如用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí)的合力為F，用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí)力為F'，則作圖時(shí)F'（選填“F”或“F'”）確定與橡皮筋在同一條直線上.（5）假如起先兩彈簧測(cè)力計(jì)的夾角小于90°，保持彈簧測(cè)力計(jì)B的方向以及結(jié)點(diǎn)O的位置不變，將彈簧測(cè)力計(jì)A沿逆時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，則彈簧測(cè)力計(jì)A、B讀數(shù)的變更狀況是B（請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母）.A.彈簧測(cè)力計(jì)A的讀數(shù)先增大后減小，彈簧測(cè)力計(jì)B的讀數(shù)始終減小B.彈簧測(cè)力計(jì)A的讀數(shù)先減小后增大，彈簧測(cè)力計(jì)B的讀數(shù)始終增大C.彈簧測(cè)力計(jì)A的讀數(shù)始終減小，彈簧測(cè)力計(jì)B的讀數(shù)先增大后減小D.彈簧測(cè)力計(jì)A的讀數(shù)始終減小，彈簧測(cè)力計(jì)B的讀數(shù)先減小后增大解析（1）由題圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值是0.1N，估讀一位，故讀數(shù)為4.90N.（2）試驗(yàn)時(shí)，要畫出力的圖示，因此須要記錄彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和力的方向，A正確，不符合題意；為了用彈簧測(cè)力計(jì)精確測(cè)出力的大小，在測(cè)量之前要校零，B正確，不符合題意；細(xì)繩方向必需與木板平面平行，C正確，不符合題意；使結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O點(diǎn)是針對(duì)同一次試驗(yàn)，并不是多次試驗(yàn)，D錯(cuò)誤，符合題意.【易錯(cuò)辨析】同一次試驗(yàn)用單個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉和用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉須要將結(jié)點(diǎn)拉到同一位置，兩次不同的試驗(yàn)不須要將結(jié)點(diǎn)拉到同一