2025版高考物理考點(diǎn)題型歸納總結(jié)（含答案）考點(diǎn)12　實(shí)驗(yàn)三　探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律

考點(diǎn)12實(shí)驗(yàn)三探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律強(qiáng)基固本對(duì)點(diǎn)練1．某同學(xué)做“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩．圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出的圖．(1)如果沒(méi)有操作失誤，圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是________．(2)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是________．A．理想實(shí)驗(yàn)法B．等效替代法C．控制變量法D．建立物理模型法(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，主要的步驟是：A．在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上；B．用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn)，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套；C.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O.記錄下O點(diǎn)的位置，讀出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；D．按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F；E．只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩套拉橡皮條使其伸長(zhǎng)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個(gè)力F′的圖示；F．比較F′和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論．上述步驟中：①有重要遺漏的步驟的標(biāo)號(hào)是________和________；②遺漏的內(nèi)容分別是________和________________________．2．[2024·山東省泰安市期中考試]在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上，將橡皮條的一端固定在木板上G點(diǎn)．兩個(gè)細(xì)繩套系在橡皮條的另一端E.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別拉住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度地施加拉力使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)紙面上某一位置，如圖所示．請(qǐng)將以下的實(shí)驗(yàn)操作和處理補(bǔ)充完整：(1)用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)到達(dá)的位置，記為O；(2)記錄兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1和F2，并沿每條細(xì)繩(套)的方向標(biāo)記出力的方向；(3)只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)仍拉到位置O，記錄測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，____________；(填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)操作)(4)取下白紙，按照力的圖示要求，作出拉力F1、F2、F的圖示；(5)根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F合；(6)比較________________的一致程度，若有較大差異，對(duì)其原因進(jìn)行分析，并作出相應(yīng)改進(jìn)后再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．若二者基本一致，即驗(yàn)證了力的平行四邊形定則；(7)若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中F1和F2角過(guò)小，造成了合力較大，單獨(dú)用一個(gè)彈簧把橡皮條拉至O點(diǎn)就會(huì)超出彈簧測(cè)力計(jì)的量程，此時(shí)若采用兩個(gè)彈簧順次連接，示數(shù)相加的方法______(填“能”或“不能”)解決問(wèn)題．3．某學(xué)校實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)“探究?jī)蓚€(gè)互成角度力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，裝置如圖甲所示，在豎直放置的木板上部附近兩側(cè)，固定兩個(gè)力傳感器，同一高度放置兩個(gè)可以移動(dòng)的定滑輪，兩根細(xì)繩跨過(guò)定滑輪分別與兩力傳感器連接，在兩細(xì)繩連接的結(jié)點(diǎn)O下方懸掛鉤碼，力傳感器1、2的示數(shù)分別為F1、F2，調(diào)節(jié)兩個(gè)定滑輪的位置可以改變兩細(xì)繩間的夾角．實(shí)驗(yàn)中使用若干相同的鉤碼，每個(gè)鉤碼質(zhì)量均為100g，取g＝10m/s2.(1)關(guān)于實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是________．A．實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，需要調(diào)節(jié)木板使其位于豎直平面內(nèi)B．每次實(shí)驗(yàn)都必須保證結(jié)點(diǎn)位于O點(diǎn)C．實(shí)驗(yàn)時(shí)需要記錄鉤碼數(shù)量、兩力傳感器的示數(shù)和三根細(xì)繩的方向D．實(shí)驗(yàn)時(shí)還需要用一個(gè)力傳感器單獨(dú)測(cè)量懸掛于O點(diǎn)的鉤碼受到的總重力(2)根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，該同學(xué)已經(jīng)按照力的圖示的要求畫(huà)出了F1、F2，如圖乙所示，請(qǐng)你作圖得到F1、F2的合力F(只作圖，不求大小)，并寫(xiě)出該合力不完全豎直的一種可能原因________________________．培優(yōu)提能模擬練4.[2024·山西省名校聯(lián)考]某同學(xué)在做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)并測(cè)某輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)，如圖甲所示，將輕質(zhì)彈簧的一端固定在A′點(diǎn)，另一端A處系上兩根細(xì)繩及繩套，彈簧測(cè)力計(jì)P、Q通過(guò)細(xì)繩套互成角度地拉動(dòng)輕質(zhì)彈簧，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，保持輕質(zhì)彈簧的伸長(zhǎng)量恒為3.00cm.(1)當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)P的軸線與輕質(zhì)彈簧垂直時(shí)，兩彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙、丙所示，則彈簧測(cè)力計(jì)P的示數(shù)為_(kāi)_______N，彈簧測(cè)力計(jì)Q的示數(shù)為_(kāi)_______N．(2)輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_______N/m.(3)保持圖甲中結(jié)點(diǎn)O及彈簧測(cè)力計(jì)Q的拉伸方向不變，使彈簧測(cè)力計(jì)P逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)至示數(shù)最小，其最小示數(shù)為_(kāi)_______N．5．一同學(xué)用電子秤、水壺、細(xì)線、墻釘和貼在墻上的白紙等物品，在家中驗(yàn)證力的平行四邊形定則．(1)如圖(a)，在電子秤的下端懸掛一裝滿水的水壺，記下水壺________時(shí)電子秤的示數(shù)F.(2)如圖(b)，將三根細(xì)線L1、L2、L3的一端打結(jié)，另一端分別拴在電子秤的掛鉤、墻釘A和水壺杯帶上．水平拉開(kāi)細(xì)線L1，在白紙上記下結(jié)點(diǎn)O的位置、________和電子秤的示數(shù)F1.(3)如圖(c)，將另一顆墻釘B釘在與O同一水平位置上，并將L1拴在其上．手握電子秤沿著(2)中L2的方向拉開(kāi)細(xì)線L2，使________和三根細(xì)線的方向與(2)中重合，記錄電子秤的示數(shù)F2.(4)在白紙上按一定標(biāo)度作出電子秤拉力F、F1、F2的圖示，根據(jù)平行四邊形定則作出F1、F2的合力F′的圖示，若________________，則平行四邊形定則得到驗(yàn)證．6．[2024·遼寧省部分高中月考]學(xué)校實(shí)驗(yàn)室有許多規(guī)格相同的彈簧測(cè)力計(jì)，將彈簧測(cè)力計(jì)與刻度尺放在一起，如圖甲所示．(1)由圖甲可知，該彈簧的勁度系數(shù)k＝______N/m.(2)小林同學(xué)想測(cè)量某詞典受到的重力，發(fā)現(xiàn)量程不夠，他用3個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)豎直向上將該詞典拉起，穩(wěn)定后其示數(shù)分別為4.4N、4.5N、4.6N，則該詞典受到的重力大小G1＝________N．(3)小賈同學(xué)將彈簧測(cè)力計(jì)中的彈簧取出，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部彈簧(質(zhì)量不計(jì))的自然長(zhǎng)度均為9.00cm，小賈制作一個(gè)半徑為12.00cm的圓盤(pán)，將3個(gè)彈簧的一端均勻固定在圓環(huán)上，另外一端固定打結(jié)，結(jié)點(diǎn)恰好在圓心O處，如圖乙所示．將圓盤(pán)水平放置，在結(jié)點(diǎn)O處懸掛一文具盒，平衡時(shí)測(cè)得結(jié)點(diǎn)下降了5.00cm，則每根彈簧的彈力大小F＝________N，文具盒受到的重力大小G2＝________N．(結(jié)果均保留一位小數(shù))

考點(diǎn)12實(shí)驗(yàn)三探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律1．答案：（1）F′（2）B（3）CEC中應(yīng)加上“記下兩條細(xì)繩的方向”E中應(yīng)說(shuō)明“把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O”解析：（1）由一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條至O點(diǎn)的拉力一定沿AO方向；而根據(jù)平行四邊形定則作出的合力，由于誤差的存在，不一定沿AO方向．（2）一個(gè)力的作用效果與兩個(gè)力的作用效果相同，它們的作用效果可以等效替代，故本實(shí)驗(yàn)采用等效替代法，故選B.（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的操作步驟可知，有重要遺漏的步驟的標(biāo)號(hào)是C、E.在C中未記下兩條細(xì)繩的方向，E中未說(shuō)明是否把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O.2．答案：（3）沿細(xì)繩（套）的方向用鉛筆標(biāo)出力的方向（6）F合與F的大小和方向（7）不能解析：（3）只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)仍拉到位置O時(shí)，需要記錄測(cè)力計(jì)的示數(shù)F的大小和方向，所以還需沿細(xì)繩（套）的方向用鉛筆標(biāo)出力的方向．（6）實(shí)驗(yàn)要比較F合與F的大小和方向，從而驗(yàn)證是否滿足平行四邊形定則．（7）采用兩個(gè)彈簧順次連接，要把橡皮條拉至O點(diǎn)，則每個(gè)彈簧上的彈力還是和原來(lái)的一樣大，即還是會(huì)超出兩個(gè)測(cè)力計(jì)的量程，所以采用兩個(gè)彈簧順次連接，示數(shù)相加的方法不能解決問(wèn)題．3．答案：（1）AC（2）圖見(jiàn)解析定滑輪有摩擦、木板未豎直放置等解析：（1）為避免摩擦力的影響，需要調(diào)節(jié)木板使其位于豎直平面內(nèi)，A正確；結(jié)點(diǎn)位置對(duì)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有影響，不用保證結(jié)點(diǎn)位于O點(diǎn)，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)需要記錄鉤碼數(shù)量、兩力傳感器的示數(shù)和三根細(xì)繩的方向，C正確；鉤碼的重力可以通過(guò)質(zhì)量直接得出，不需要傳感器，D錯(cuò)誤．（2）如圖，合力不完全豎直，可能由于定滑輪有摩擦、木板未豎直放置等．4．答案：（1）4.005.00（2）100（3）2.40解析：（1）由圖乙、丙可知，兩彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.1N，根據(jù)估讀原則，彈簧測(cè)力計(jì)P的示數(shù)為4.00N，彈簧測(cè)力計(jì)Q的示數(shù)為5.00N.（2）兩彈簧測(cè)力計(jì)的合力方向沿輕質(zhì)彈簧向下，由幾何關(guān)系可知，合力大小為F＝eq\r(52－42)N＝3N，由胡克定律可知輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為k＝eq\f(F,x)＝eq\f(3N,3cm)＝100N/m..（3）保持圖甲中結(jié)點(diǎn)O位置不變，則兩測(cè)力計(jì)的合力不變，測(cè)力計(jì)Q的拉伸方向不變，根據(jù)平行四邊形定則，測(cè)力計(jì)P逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩測(cè)力計(jì)的拉力FP、FQ的變化情況如圖所示，由圖可知，F(xiàn)P與FQ垂直時(shí)，F(xiàn)P最?。蓭缀沃R(shí)可知，F(xiàn)Q與F夾角的正弦值為sinθ＝eq\f(FP,FQ)＝eq\f(4,5)，所以FP的最小示數(shù)為FPmin＝Fsinθ＝2.40N．5．答案：（1）靜止（2）三根細(xì)線的方向（3）結(jié)點(diǎn)O的位置（4）F和F′在誤差允許的范圍內(nèi)重合解析：（1）要測(cè)量裝滿水的水壺的重力，則應(yīng)記下水壺靜止時(shí)電子秤的示數(shù)F.（2）要畫(huà)出平行四邊形，則需要記錄分力的大小和方向，所以在白紙上記下結(jié)點(diǎn)O的位置的同時(shí)，也要記錄三根細(xì)線的方向以及電子秤的示數(shù)F1.（3）已經(jīng)記錄了一個(gè)分力的大小，還要記錄另一個(gè)分力的大小，則結(jié)點(diǎn)O的位置不能變化，力的方向也都不能變化，所以應(yīng)使結(jié)點(diǎn)O的位置和三根細(xì)線的方向與（2）中重合，記錄電子秤的示數(shù)F2.（4）根據(jù)平行四邊形定則作出F1、F2的合力F′的圖示，若F和F′在誤差允許的范圍內(nèi)重合，則平行四邊形定則得到驗(yàn)證．6．答案：（1）62.5（2）13.5（3）2.52.9解析：（1）根據(jù)題圖甲可知彈簧的彈力為5N時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為8.00cm，所以彈簧的勁度系數(shù)k＝eq\f(5,0.08)N/m＝62.5N/