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專題09 實驗:探究兩個互成角度的力的合成規律-【高分攻略】備戰2025年高考物理一輪復習精編學案(教師版+學生版)

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專題09 實驗:探究兩個互成角度的力的合成規律-【高分攻略】備戰2025年高考物理一輪復習精編學案(教師版+學生版)

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專題09 實驗:探究兩個互成角度的力的合成規律
【考情分析】
考情分析 考題統計
探究互成角度力的合成規律實驗,在新高考中出現的頻率不大,屬于新高考的冷門實驗,在2025年的全國各省的高考卷中的可能性不大,不過此實驗被列入考試大綱職中,2025年的考生也不要心存僥幸,在總復習的時候也是必須要掌握的實驗之一,努力提高科學探究素養,培養實驗的創新設計能力。 2023·全國·高考真題物理試題 2023·浙江·高考真題物理試題 2022·浙江·高考真題物理試題 2021·廣東.高考真題物理試題
【網絡建構】
【考點梳理】
考法1 實驗基本要求
實驗目的
驗證力的合成的平行四邊形法則
理解等效替代思想的應用
實驗原理
成角度的兩個力F1、F2與另外一個力F′產生相同的效果,看F1、F2用平行四邊形定則求出的合力F與F′在實驗誤差允許范圍內是否相同.
實驗器材
木板、白紙、圖釘若干、橡皮條、細繩、彈簧測力計兩個、三角板、刻度尺.
四、實驗步驟
1. 用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的木板上.
2. 用兩個彈簧測力計分別鉤住兩個細繩套,互成角度地拉橡皮條,使橡皮條伸長,結點到達某一位置O.如圖甲所示.
用鉛筆描下結點O的位置和兩個細繩套的方向,并記錄彈簧測力計的讀數,利用刻度尺和三角板根據平行四邊形定則求出合力F.
只用一個彈簧測力計,通過細繩套把橡皮條的結點拉到與前面相同的位置O,記下彈簧測力計的讀數F′和細繩的方向,如圖乙所示.
比較F′與用平行四邊形定則求得的合力F,看它們在實驗誤差允許的范圍內是否相同.
考法2 數據處理及規律方法
一、正確使用彈簧測力計
1. 將兩只彈簧測力計調零后水平互鉤對拉過程中,讀數相同,可選;若不同,應另換或調校,直至相同為止.
2. 使用時,讀數應盡量大些,但不能超出范圍.
3. 被測力的方向應與軸線方向一致.
4. 讀數時應正對、平視刻度.
二、注意事項
1. 位置不變:在同一次實驗中,使橡皮條拉長時結點的位置一定要相同,是為了使合力的作用效果與兩個分力共同作用效果相同,這是利用了等效替代的思想.
2. 角度合適:用兩個彈簧測力計鉤住細繩套互成角度地拉橡皮條時,其夾角不宜太小,也不宜太大,以60°~100°之間為宜.
3. 在合力不超出量程及在橡皮條彈性限度內形變應盡量大一些.細繩套應適當長一些,便于確定力的方向.
4. 統一標度:在同一次實驗中,畫力的圖示選定的標度要相同,并且要恰當選定標度,使力的圖示稍大一些.
三、誤差分析
(1)誤差來源:除彈簧測力計本身的誤差外,還有讀數誤差、作圖誤差等.
(2)減小誤差的辦法:
①實驗過程中讀數時眼睛一定要正視彈簧測力計的刻度盤,要按有效數字位數要求和彈簧測力計的精度正確讀數和記錄;
②作圖時使用刻度尺,并借助于三角板,使表示兩力的對邊一定要平行.
考法3 實驗創新與改進
以本實驗為背景,以實驗中操作的注意事項、誤差來源設置條件,或通過改變實驗條件、實驗儀器設置題目.
一、考查對實驗原理的理解、實驗方法的遷移
二、實驗器材改進的兩種方法
橡皮筋替代彈簧測力計
鉤碼替代彈簧測力計
力傳感器代替彈簧測力計
【題型過關練】
題型一 實驗基本要求
1.如圖所示,在“探究兩個互成角度的力的合成規律”實驗中,某同學在坐標紙上畫出兩個彈簧測力計拉力和的圖示,圖中每小格的邊長表示,則和合力大小為  
A. B. C. D.
【答案】
【解答】解:根據平行四邊形定則作出和合力如下圖所示:
圖中每小格的邊長表示,則可知的大小為,故正確,錯誤。
故選:。
2.如圖所示為某次“探究兩個互成角度的力的合成規律”的實驗示意圖,下列說法正確的是  
A.系在小圓環上的兩細繩套長度要相等
B.兩彈簧測力計間夾角越大越好
C.實驗中選擇質量較大的小圓環比較好
D.小圓環受到、共同作用與受到單獨作用都要到達同一位置點
【答案】
【解答】解:.該實驗中,為了能在所確定的力的方向上直接截取表示力的大小的線段,兩細繩套必須長一些,以減小實驗誤差,但并不需要等長,故錯誤;
.兩彈簧測力計間夾角適當大些,并非越大越好,故錯誤;
.小環起到連接的作用,質量越小越好,否則小環重力影響實驗,故錯誤;
小圓環受到、共同作用與受到單獨作用都要到達同一位置點,以保證力的作用效果相同,故正確。
故選:。
3.某同學用如圖所示的實驗裝置來探究“力的平行四邊形定則”。彈簧測力計掛于固定點,下端用細線掛一重物。彈簧測力計的一端用細線系于點,手持另一端向左拉,使結點靜止在某位置。分別讀出彈簧測力計和的示數,并在貼于豎直木板的白紙上記錄點的位置和各拉線的方向。
(1)本實驗用的彈簧測力計示數的單位為,圖中的示數為  3.6 (保留兩位有效數字)。
(2)下列關于實驗要求說法正確的是   。
.應測量重物所受的重力
.彈簧測力計應在使用前校零
.拉線方向應與木板平面平行
.改變拉力,進行多次實驗,每次都要使點靜止在同一位置
(3)在彈簧的彈性限度內,保持的拉力方向不變,大小緩慢減小,則的示數   。
.增大
.減小
.不變
.先減小后增大
【答案】(1)3.6;(2);(3)。
【解答】解:(1)由圖可知,彈簧測力計一小格為,所以讀數為。
(2).實驗通過作出三個力的圖示,來驗證“力的平行四邊形定則”,因此重物的重力必須要知道,故正確;
.彈簧測力計可以測出力的大小,所以必須在測之前校零,故正確;
.拉線方向必須與木板平面平行,這樣才確保力的大小更準確,故正確;
.改變拉力,進行多次實驗,不需要每次都使點靜止在同一位置,故錯誤。
故選:。
(3)對結點進行受力分析,如圖所示
當保持的拉力方向不變,大小緩慢減小時,根據圖解法可知,的示數減小。故正確,錯誤。
故選:。
故答案為:(1)3.6;(2);(3)。
4.“驗證力的平行四邊形定則”實驗。
(1)小王同學設計實驗如圖甲所示,三個細線套、、一端共系于一個結點,另一端分別系于輕質彈簧測力計和重物上,掛于固定點。手持拉動細線,使結點靜止于點。
①本實驗中,主要體現的科學方法是   。
.理想實驗法
.等效替代法
.極限思想法
.建立物理模型法
②某次實驗中的指針位置如圖甲所示,其讀數為   。
(2)小李同學設計實驗如圖乙所示,其中為固定橡皮筋的圖釘,為橡皮筋與細繩的結點,和為細繩,圖丙是在白紙上根據實驗結果畫出的圖,圖丙中的   是力和的合力的理論值;   是力和的合力的實際測量值。
(3)如圖丁所示,、夾角大于,現保持點位置不變,拉力方向不變,增大與的夾角,將緩慢轉至水平方向的過程中,兩彈簧秤示數大小變化為   (兩彈簧測力計的拉力均不超出它們的量程)。
.一直增大、一直增大
.先減小后增大、一直增大
.一直增大、一直減小
.一直增大、先減小后增大
【答案】(1)①;②2.00;(2);;(3)。
【解答】解:(1)①合力與分力是等效替代的關系,所以本實驗采用的是等效替代法。故錯誤,正確。
故選:。
②按照彈簧秤的分度值為,讀數為;
(2)力和的合力的理論值是通過平行四邊形法則得到的,故是;是用一個彈簧秤測出的合力,是實際測量值;
(3)保持點位置不變,即和的合力不變,根據平行四邊形法則作圖如下,由于、夾角大于,故隨著緩慢轉至水平方向的過程中,和都在一直增大。故錯誤,正確。
故選:。
故答案為:(1)①;②2.00;(2);;(3)。
5.小明同學做“探究兩個互成角度的力的合成規律”實驗,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繩。實驗時,需要兩次拉伸橡皮條,首先通過兩細繩用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮條,再用一個彈簧秤通過一根細繩拉橡皮條。
(1)該實驗主要采用的科學方法是   (單選)。
.理想實驗法
.等效替代法
.控制變量法
(2)用單個彈簧秤拉橡皮筋時彈簧秤的指針所指示位置如圖所示,則彈簧秤示數為   。
(3)下列實驗操作正確的是   (單選)。
.兩個細繩套之間的夾角越大越好
.拉著細繩套的兩只彈簧秤,在實驗時讀數必須相同
.確定拉力方向時,在細繩正下方描出兩個點要近一些
.兩次拉橡皮條時,要把細繩與橡皮條的結點拉到同一位置
【答案】(1);(2)3.15;(3)。
【解答】解:(1)“探究兩個互成角度的力的合成規律”實驗中,兩個彈簧秤拉橡皮條時的作用效果與一個彈簧秤拉橡皮條時的作用效果相同,采用的科學方法是等效替代法。故選:;
(2)彈簧秤的分度值為,因此需要估讀一位,故示數為;
(3).兩個細繩套之間的夾角要適中,不是越大越好,故錯誤;
.拉著細繩套的兩只彈簧秤,在實驗時讀數不需要相同,故錯誤;
.為減小實驗誤差,確定拉力方向時,在細繩正下方描出兩個點要遠一些,故錯誤;
.為保證兩次彈簧秤拉橡皮條時的作用效果相同,兩次拉橡皮條時,要把細繩與橡皮條的結點拉到同一位置,故正確。
故選:。
故答案為:(1);(2)3.15;(3)。
題型二 數據處理及規律方法
6.“研究共點力的合成”的實驗情況如圖所示,其中為固定橡皮筋的圖釘,為橡皮筋與細繩的結點,和為細繩,完成下列問題:
(1)某次實驗中,彈簧測力計的指針位置如圖甲所示,由圖甲可知拉力大小為  3.50 。
(2)某同學完成該實驗后根據實驗數據畫出力的圖示如圖乙所示,圖上所標的四個力、、、四個力,其中   (填上述字母)不是由彈簧秤直接測得的。
【答案】(1)3.50;(2)。
【解答】解:(1)彈簧秤示數上每一格代表,圖甲所示的拉力大小為;
(2)平行四邊形定則合成的力為合力,則平行四邊形的對角線表示和的合力的真實值,為實際測量值,因此不是由彈簧秤直接測量。
故答案為:(1)3.50;(2)。
7.如圖甲所示是“驗證力的平行四邊形定則”的實驗裝置,將橡皮條的一端固定在水平木板上,另一端系上兩根細繩,細繩的另一端都有繩套,實驗中需用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套,并互成角度地拉橡皮條,使結點到達某一位置。請回答下列問題:
(1)實驗中某一彈簧測力計的示數如圖乙所示,則該力大小為  3.65 。
(2)實驗中,要求先后兩次力的作用效果相同,指的是   (填正確選項前字母)。
.橡皮條沿同一方向伸長
.橡皮條伸長到相同長度
.橡皮條沿同一方向伸長相同長度
.兩個彈簧測力計拉力和的大小之和等于一個彈簧測力計拉力的大小
(3)根據實驗數據在白紙上作出如圖丙所示的力的示意圖,、、、四個力中,  (填上述字母)不是由彈簧測力計直接測得的。
【答案】(1)3.65;(2);(3)。
【解答】解:(1)彈簧測力計分度值為,故讀數時需要估讀一位,圖中的讀數為;
(2)實驗中,要求先后兩次力的作用效果相同,指的是橡皮條沿同一方向伸長同一長度。故正確,錯誤。
故選:
(3)由圖乙可知,是通過平行四邊形定則得到的,不是由彈簧測力計直接測得。
故答案為:(1)3.65;(2);(3)。
8.在“探究兩個互成角度的力的合成規律”的實驗中。
步驟一:如圖甲(a),輕質小圓環掛在橡皮條的一端,另一端固定,橡皮條的長度為。
步驟二:在圖甲(b)中,用手通過兩個彈簧測力計共同拉動小圓環。小圓環受到拉力、的共同作用,處于點,橡皮條伸長的長度為。
步驟三:撤去、,改用一個力單獨拉住小圓環,如圖甲(c)仍使它處于點。。
(1)如圖丁所示,實驗中需要的器材有   ;
(2)關于此實驗的操作,下列說法正確的是   ;
.測力計可以直接鉤住小圓環進行實驗
.實驗過程中,測力計外殼不能與木板有接觸
.完成步驟三后重復實驗再次探究時,小圓環的位置可以與前一組實驗不同
.為了減小誤差,兩個測力計的夾角越大越好
(3)彈簧測力計的示數如圖乙所示,讀數為   。
(4)做實驗時,根據測量結果在白紙上畫出,如圖丙所示,和為兩個分力,請在答題紙上通過作平行四邊形的方法求出合力為   。
【答案】(1);(2);(3)0.7;(4)3.16。
【解答】解:(1)探究兩個互成角度的力的合成規律實驗需要刻度尺確定力的方向和作圖,故錯誤,正確。
故選:。
(2).測力計若直接鉤住小圓環進行實驗,會在確定力的方向時出現誤差,故錯誤;
.實驗過程中,彈簧測力計與木板保持平行即可,故錯誤;
.實驗過程中用一個彈簧測力計的作用效果替代兩個彈簧測力計作用效果,只需同一次實驗“結點”的位置相同即可,但完成后重復實驗再次探究時,小圓環的位置可以與前一組實驗不同,故正確;
.畫平行四邊形時,夾角大的話畫出的平行四邊形會準確些,但不是要求夾角盡量大,故錯誤。
故選:。
(3)彈簧測力計的最小分度為,采用“半格估讀法”讀數,拉力為。
(4)取單位長度代表,根據力的圖示法,所作的圖示如圖所示:
用刻度尺測量出的長度為,合力的大小。
故答案為:(1);(2);(3)0.7;(4)3.16。
9.在“探究兩個互成角度的力的合成規律”的實驗中,提供以下器材:薄木板一塊,量程為的彈簧測力計兩個,橡皮條(帶有兩個較長的細繩套),白紙,刻度尺,圖釘若干個。
(1)要求同一組實驗中兩個分力共同作用的效果與一個力單獨作用的效果相同,指的是   。(選填正確選項前的字母代號)
橡皮繩伸長到同一長度
橡皮繩沿同一方向伸長
橡皮繩沿同一方向伸長同一長度
兩個彈簧秤的讀數必須相同
(2)某次測量時測力計的示數如圖所示,則其讀數為   。
(3)小華用同一套器材做了四次實驗,白紙上標注信息有:虛線代表橡皮筋的伸長方向、結點位置、力的標度、分力和合力的大小及表示力的方向的點,如圖所示。其中最能提高實驗精度且符合實驗事實的是   。
【答案】(1);(2)2.50;(3)。
【解答】解:(1)本實驗的原理是兩個彈簧共同作用的效果與一個彈簧單獨作用的效果相同,而力的作用效果是通過橡皮筋伸長的長度與方向來體現的,故正確,錯誤。
故選:。
(2)圖中,彈簧測力計的精確度是,因此彈簧測力計的示數讀數為
(3).記錄力的方向時,兩點太近,誤差較大,另外合力的實驗值方向與繩子沒有在同一條直線上,故錯誤;
.標度的選擇太大,不合適,另外合力的實驗值方向與繩子沒有在同一條直線上,故錯誤;
.根據力的圖示法,所作的力的平行四邊形如圖所示:
圖中,記錄力的方向時,兩點距離合適,標度選擇合適,誤差較小,故正確;
圖中,合力的實驗值方向與繩子沒有在同一條直線上,操作有誤,誤差大,故錯誤。
故選:。
故答案為:(1);(2)2.50;(3)。
10.某學習小組“探究兩個互成角度的力的合成規律”。圖甲中,橡皮條的一端連著輕質小圓環,另一端固定,橡皮條的長度為。圖乙中,用手通過兩個彈簧測力計共同拉住小圓環,使小圓環處于點,橡皮條伸長的長度為。圖丙中,用一個力單獨拉住小圓環,仍使它處于點。
(1)關于本實驗,下列說法正確的有   。
.不需要記錄甲圖中點的位置
.乙圖中,實驗時兩細繩必須垂直
.應在細繩上用筆尖記錄間距較近的兩點來確定細繩的方向
.乙圖和丙圖中小圓環都處于點表明:圖中單獨作用的效果與和共同作用的效果相同
(2)丙圖中,彈簧測力計的示數如右側放大圖所示,讀數  。
(3)若乙圖中兩彈簧測力計的讀數分別為、,且、的夾角為銳角,則   (填“能”或“不能” 用一個量程為的彈簧測力計測出、的合力。
【答案】(1);(2)3.70;(3)不能。
【解答】解:(1)、橡皮條的長度為,實驗要的是橡皮條伸長的長度,因此不需要記錄甲圖中點的位置,而只需記錄兩次結點的位置,故正確;
、乙圖中,實驗時兩細繩的夾角表示兩個分力的夾角,因此兩細繩不一定必須垂直,故錯誤;
、為了減小實驗誤差,應在細繩上用筆尖記錄間距較遠的兩點來確定細繩的方向,故錯誤;
、本實驗乙圖和丙圖中小圓環都處于點,利用等效替代的方法顯示出圖中單獨作用的效果與和共同作用的效果相同,故正確。
故選:。
(2)丙圖中,彈簧測力計的精確度是,因此彈簧測力計的示數讀數為:
(3)若乙圖中兩彈簧測力計的讀數分別為、,若兩個力的夾角為,則有這兩個力的合力大小為:
若、的夾角為銳角,可知、的合力大小要大于,因此不能用一個量程為的彈簧測力計測出、的合力。
故答案為:(1);(2)3.70;(3)不能。
題型三 實驗創新與改進
11.某學習小組在“探究力的平行四邊形定則”實驗中,將一根橡皮條的一端固定,另一端用甲、乙兩個彈簧秤同時拉著到達點位置。
(1)在測量時,彈簧秤甲的示數;彈簧秤乙的示數如圖1所示,則力 1.2 。
(2)在圖2所示的虛線框內,已經標注了點位置、力和的方向以及標度,請按照作圖法的要求作圖,并按照力的平行四邊形定則求出這兩個力的合力大小  。
【答案】(1)1.2;(2)圖見解析,2.7
【解答】解:(1)彈簧秤的分度值為,則讀數為;
(2)按照力的平行四邊形定則作圖如下:
可知合力
故答案為:(1)1.2;(2)圖見解析,2.7
12.一個實驗小組在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中,某同學的實驗情況如圖所示,其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細繩的結點,OB和OC為細繩。
(1)本實驗中,采取下列哪些方法和步驟可以減小實驗誤差  BD 。
A.兩個分力F1、F2的夾角盡量小些
B.兩個分力F1、F2大小要適當大些
C.拉橡皮筋的細繩要稍短一些
D.實驗中,彈簧測力計必須與木板平行,讀數時視線要正對彈簧測力計刻度
(2)為了完成實驗,在用兩個完全相同的彈簧測力計成一定角度拉橡皮筋時,除了記錄結點O位置外,還必須記錄的有  AC 。
A.兩細繩的方向
B.橡皮筋的原長
C.兩彈簧測力計的示數
D.兩細繩的夾角
(3)圖中,使OC繩拉力F2大小不變、方向沿順時針轉過一較小角度,為了使結點位置不變,則OB繩上拉力F1的大小和方向應如何變化  BD 。
A.一定沿順時針轉動
B.一定沿逆時針轉動
C.一定變大
D.一定變小
【答案】(1)BD;(2)AC;(3)BD
【解答】解:(1)A.兩個分力F1、F2的夾角不能太大,也不能太小,故A錯誤;
B.兩個分力F1、F2大小要適當大些,這樣可減誤差,故B正確;
C.拉橡皮筋的細繩要長一些,這樣可減小記錄力的方向時產生的誤差,故C錯誤;
D.實驗中,彈簧測力計必須與木板平行,讀數時視線要正對彈簧測力計刻度,故D正確。
故選:BD。
(2)為了完成實驗,在用兩個完全相同的彈簧測力計成一定角度拉橡皮筋時,除了記錄結點O位置外,還必須記錄的有兩細繩的方向、兩彈簧測力計的示數,故AC正確,BD錯誤。
故選:AC。
(3)對結點O受力分析,結點受三個力:橡皮條的拉力和兩個彈簧測力計的拉力;使OC繩拉力F2大小不變、方向沿順時針轉過一較小角度,為了使結點位置不變,兩彈簧測力計的合力方向、大小都不變,如圖所示
由圖可知OB繩上拉力F1的大小一定變小,方向定沿逆時針轉動。
故BD正確,AC錯誤;
故選:BD。
故答案為:(1)BD;(2)AC;(3)BD
13.如圖甲所示,在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中,某同學將橡皮筋的一端固定在水平木板上,另一端系兩根細線,每根細線均與一個彈簧測力計(量程為相連,對彈簧測力計施加拉力,對彈簧測力計施加拉力,結點位于點時,彈簧測力計的示數如圖甲所示,然后只用一個彈簧測力計施加拉力使結點仍到點。
(1)由圖甲可讀得拉力的大小為  3.50 ,拉力的大小為   。
(2)下列操作必要的是   (填正確答案標號)。
連接彈簧測力計、的兩根細線長度必須相等
兩根細線與方向的夾角必須相等
同一次實驗中,結點的位置允許變動
使用彈簧測力計時要注意使其軸線與木板平面平行
(3)根據已選取的標度,設拉力和方向成角,若不計實驗誤差,在圖乙所示的虛線方格紙上按力的圖示要求并根據力的平行四邊形定則,畫出拉力、、的圖示,則拉力的大小為   。
【答案】(1)3.50;4.00;(2);(3)見解析;2.10。
【解答】解:(1)彈簧測力計的分度值為,拉力,拉力;
(2)連接彈簧測力計、的兩根細線長度不需要必須相等,故錯誤;
兩根細線與方向的夾角不需要必須相等,故錯誤;
本實驗的原理為等效替代法,因此同一次實驗中,結點的位置不允許變動,故錯誤;
為了減小摩擦,使用彈簧測力計時要注意使其軸線與木板平面平行,故正確。
故選:。
(3)根據力的圖示法,所作力的圖示如圖所示:
若用單位長度代表,用毫米刻度尺量得
因此拉力。
故答案為:(1)3.50;4.00;(2);(3)見解析;2.10。
14.在“探究兩個互成角度的力的合成規律”實驗中,將橡皮條的一端固定在豎直放置的木板上,另一端系上兩根細繩、,為兩細繩與橡皮條的結點,細繩跨過點處釘在木板上的光滑的釘子,下端掛重力已知的鉤碼,細繩用一個彈簧測力計鉤住,如圖所示,可以通過改變鉤碼的個數和彈簧測力計的拉力調整橡皮條與兩細繩的結點的位置。
(1)關于實驗中必須注意的以下事項,其中正確的是   。
.只用彈簧測力計通過細繩拉橡皮條時結點達到的位置,應與鉤碼、彈簧測力計同時拉時相同
.兩個分力、間的夾角不宜過大,也不宜過小,兩個分力、的大小越大越好
.在拉動彈簧時彈簧不可與外殼相碰或摩擦
.拉橡皮條的細繩要適當長些,視線通過細繩垂直于紙面,在繩下的紙上用筆畫出兩個點的位置并使這兩個點的距離盡量遠些
(2)圖中與橡皮條延長線的夾角為,細繩與橡皮條延長線的夾角為,,下列操作正確的是   。
.減少鉤碼個數后,為使結點位置不變,應增大,同時增大彈簧測力計的拉力
.減少鉤碼個數后,為使結點位置不變,應減小,同時增大彈簧測力計的拉力
.保持鉤碼個數不變,將釘子向左移動一些,為使結點位置不變,應增大,同時增大彈簧測力計的拉力
.保持鉤碼個數不變,將釘子向左移動一些,為使結點位置不變,應減小,同時減小彈簧測力計的拉力
(3)在該實驗中,如果將與細繩也換成橡皮條,那么對實驗結果   影響(填“有”或“沒有” 。
(4)本實驗采用的科學方法是   。
.理想實驗法
.控制變量法
.等效替代法
.建立物理模型法
【答案】(1);(2);(3)沒有;(4)
【解答】解:(1).為了使力的作用效果相同,只用彈簧測力計通過細繩拉橡皮繩皮條時結點達到的位置,應與鉤碼、彈簧測力計同時拉時相同,故正確;
.兩個分力、間的夾角和大小都不宜過大,也不宜過小,適宜即可,故錯誤;
.在拉動彈簧時彈簧不可與外殼相碰或摩擦,以免增大誤差,故正確;
.拉橡皮條的細繩要適當長些,視線通過細繩垂直于紙面,在繩下的紙上用筆畫出兩個點的位置并使這兩個點的距離盡量遠些,這樣可以減少誤差,故正確。
故選:。
(2).減少鉤碼個數,相當于減小一個分力的大小但方向不變,結點位置不變,相當于合力不變,根據平行四邊形定則可知,此時減小,同時增大彈簧測力計的拉力,故錯誤,正確;
.保持鉤碼個數不變,將釘子向左移動一些,結點位置不變,相當于一個分力的大小不變但方向與合力方向的夾角變大,根據平行四邊形定則可知,此時應該增大,同時增大彈簧測力計的拉力,故正確,錯誤。
故選:。
(3)在該實驗中,如果將與細繩也換成橡皮條,對結點的力沒有變化,對實驗結果沒有影響。
(4)本實驗用一個力的效果取代兩個分力的作用效果,這采用的科學方法是等效替代法。
故錯誤,正確;
故選:。
故答案為:(1);(2);(3)沒有;(4)
15.某實驗小組做“探究兩個互成角度的力的合成規律”實驗。
(1)本實驗采用的實驗方法是   。
.控制變量法
.等效替代法
.理想模型法
(2)實驗時,下列不正確的是   。
.實驗前需對彈簧測力計校零
.實驗時兩個拉力的大小能相等
.實驗時應保持細繩與長木板平行
.進行多次操作時每次都應使結點拉到點
(3)實驗結果如圖甲所示。在、、、四個力中,不是由彈簧測力計直接測得的力為   。




(4)若用如圖乙所示的裝置來做實驗,處于水平方向,與夾角為,則   (填“”、“ ”或“” 的力最大。現保持彈簧測力計和細線的夾角不變,使彈簧測力計和均逆時針緩慢轉動至彈簧測力計豎直。在此過程中,彈簧測力計的示數   。(填“不斷減小”、“不斷增大”、“先減小后增大”或“先增大后減小”
【答案】(1);(2);(3);(4)、不斷減小。
【解答】解:(1)該實驗過程,其合力與分力的作用效果,所以本實驗采用的科學方法是等效替代法,故錯誤,正確;
故選:。
(2)、實驗前需對彈簧測力計校零,故正確;
、實驗時兩個拉力的大小能相等,也可以不相等,故正確;
、為了減小誤差,實驗時應保持細繩與長木板平行,故正確;
、每次實驗時,兩個力拉和一個力拉需拉到結點的位置,但是不同次實驗,的位置可以改變,故錯誤。
故選:。
(3)根據實驗過程可知,、、,都是彈簧測力計測量得到,是通過作圖得到的。
故選:。
(4)以為對象,與垂直,根據平行四邊形可知為斜邊,則的力最大。
當彈簧測力計和均逆時針緩慢轉動至彈簧測力計豎直的過程中,兩彈簧細線夾角保持不變,由正弦定理可得:,為銳角且不斷減小,可得彈簧測力計的拉力不斷減小。
故答案為:(1);(2);(3);(4)、不斷減小。
【真題演練】
一.實驗題(共3小題)
1.(2023 乙卷)在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中使用的器材有:木板、白紙、兩個標準彈簧測力計、橡皮條、輕質小圓環、刻度尺、鉛筆、細線和圖釘若干。完成下列實驗步驟:
①用圖釘將白紙固定在水平木板上。
②將橡皮條的一端固定在木板上,另一端系在輕質小圓環上。將兩細線也系在小圓環上,它們的另一端均掛上測力計。用互成一定角度、方向平行于木板、大小適當的力拉動兩個測力計,小圓環停止時由兩個測力計的示數得到兩拉力和的大小,并   。(多選,填正確答案標號)
用刻度尺量出橡皮條的長度
用刻度尺量出兩細線的長度
用鉛筆在白紙上標記出小圓環的位置
用鉛筆在白紙上標記出兩細線的方向
③撤掉一個測力計,用另一個測力計把小圓環拉到   ,由測力計的示數得到拉力的大小,沿細線標記此時的方向。
④選擇合適標度,由步驟②的結果在白紙上根據力的平行四邊形定則作和的合成圖,得出合力的大小和方向;按同一標度在白紙上畫出力的圖示。
⑤比較和的   ,從而判斷本次實驗是否驗證了力的平行四邊形定則。
【答案】②;③同一位置;⑤大小和方向。
【解答】解:②、不需要用刻度尺量出橡皮條的長度和細線的長度,故錯誤;
、合力與分力是等效替代的關系,作用效果相同,用一個彈簧測力計拉小圓環時,應拉到同一位置,則需要用鉛筆記錄小圓環的位置,故正確;
、需要記錄兩個拉力的大小和方向,則需要用鉛筆在白紙上標記出兩細線的方向,故正確。
故選:。
③合力與分力是等效替代的關系,作用效果相同,用一個彈簧測力計拉小圓環時,應拉到同一位置;
⑤力是矢量,既有大小也有方向,則需要比較和的大小和方向。
故答案為:②;③同一位置;⑤大小和方向。
2.(2018 天津)某研究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗,所有器材有:方木板一塊,白紙,量程為的彈簧測力計兩個,橡皮條(帶兩個較長的細繩套),刻度尺,圖釘(若干個)。
①具體操作前,同學們提出了如下關于實驗操作的建議,其中正確的有   。
.橡皮條應和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上
.重復實驗再次進行驗證時,結點的位置可以與前一次不同
.使用測力計時,施力方向應沿測力計軸線;讀數時視線應正對測力計刻度
.用兩個測力計互成角度拉橡皮條時的拉力必須都小于只用一個測力計時的拉力
②該小組的同學用同一套器材做了四次實驗,白紙上留下的標注信息有結點位置、力的標度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點,如下圖所示。其中對于提高實驗精度最有利的是   。
【解答】解:(1)、、方向間夾角大小適當即可,不一定要橡皮條應和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上,故錯誤;
、合力與分力的關系為等效替代的關系,效果是相同的,所以在同一次實驗時,需要讓兩個力拉橡皮條和一個力拉橡皮條產生的作用效果相同,則必定結點的位置要相同;而在重復實驗再次進行驗證時,結點的位置可以與前一次不同。故正確;
、使用測力計時,施力方向應沿測力計軸線,可以減小因摩擦產生的誤差;讀數時視線應正對測力計刻度,可以減小偶然誤差。故正確;
、用兩個測力計互成角度拉橡皮條時的拉力不一定必須都小于只用一個測力計時的拉力,故錯誤;
故選:
(2)、為了便于確定拉力的方向,拉橡皮條的細繩要稍長一些,同時在紙上描點時,所描的點不要太靠近結點,該圖中所描的點太靠近結點。故錯誤;
、該圖中所描的點到結點的距離適中,力的大小適中,而且兩個力的角度的大小也適中。故正確;
、該圖中標度和力的大小不適合,相對力的大小標度取值過大,以至于力的圖示相對長度太短,故錯誤;
、該圖中兩個分力之間的夾角太小,而且標度取值過大,這樣誤差容易大,故錯誤;
故選:
故答案為:(1);(2)
3.(2018 浙江)(1)在“探究求合力的方法”的實驗中,下列操作正確的是   (多選)
.在使用彈簧秤時,使彈簧秤與木板平面平行
.每次拉伸橡皮筋時,只要使橡皮筋伸長量相同即可
.橡皮筋應與兩繩夾角的平分線在同一直線上
.描點確定拉力方向時,兩點之間的距離應盡可能大一些
(2)在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中,兩個相同的小車放在光滑水平板上,前段各系一條細繩,繩的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤,盤中可放重物。小車的停和動通過用黑板擦按住小車后的細線和抬起來控制,如圖1所示。實驗要求小盤和重物所受的重力近似等于使小車做勻加速直線運動的力。
①請指出圖2中2個錯誤之處:  。
②調整好裝置后,在某次實驗中測得兩小車的位移分別是和,則兩車的加速度之比為   。
【解答】解:(1)、本實驗是通過在白紙上作力的圖示來驗證平行四邊定則,為了減小實驗誤差,彈簧秤、細繩、橡皮條都應與木板平行,否則,作出的是拉力在紙面上的分力,誤差較大。故正確;
、為保證拉力的作用效果相同,每一次拉伸橡皮筋時橡皮筋的結點應到達同一位置,不能只是確保橡皮筋伸長量相同。故錯誤;
、實驗中,兩個分力的大小不一定相同,故合力不一定在其角平分線上。故錯誤;
、描點確定拉力方向時,兩點之間的距離應盡可能大一些,以減小實驗的誤差,故正確;
故選:
(2)①由圖可知,細繩的方向與桌面不平行,則繩子中的拉力方向不是沿桌面的方向,此時拉力沿水平方向的分力提供小車的加速度,所以此時的誤差較大;
由圖可知,小車的質量與砝碼的質量差不多,則繩子對小車的拉力小于砝碼的重力。
②據題境可知,兩小車的運動時間相同,據運動學公式可得:加速度之比:,
故答案為:(1);(2)①拉小車的細繩與木板沒有平行;托盤和砝碼的總質量沒有遠小于小車的質量。②
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專題09 實驗:探究兩個互成角度的力的合成規律
【考情分析】
考情分析 考題統計
探究互成角度力的合成規律實驗,在新高考中出現的頻率不大,屬于新高考的冷門實驗,在2025年的全國各省的高考卷中的可能性不大,不過此實驗被列入考試大綱職中,2025年的考生也不要心存僥幸,在總復習的時候也是必須要掌握的實驗之一,努力提高科學探究素養,培養實驗的創新設計能力。 2023·全國·高考真題物理試題 2023·浙江·高考真題物理試題 2022·浙江·高考真題物理試題 2021·廣東.高考真題物理試題
【網絡建構】
【考點梳理】
考法1 實驗基本要求
實驗目的
驗證力的合成的平行四邊形法則
理解等效替代思想的應用
實驗原理
成角度的兩個力F1、F2與另外一個力F′產生相同的效果,看F1、F2用平行四邊形定則求出的合力F與F′在實驗誤差允許范圍內是否相同.
實驗器材
木板、白紙、圖釘若干、橡皮條、細繩、彈簧測力計兩個、三角板、刻度尺.
四、實驗步驟
1. 用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的木板上.
2. 用兩個彈簧測力計分別鉤住兩個細繩套,互成角度地拉橡皮條,使橡皮條伸長,結點到達某一位置O.如圖甲所示.
用鉛筆描下結點O的位置和兩個細繩套的方向,并記錄彈簧測力計的讀數,利用刻度尺和三角板根據平行四邊形定則求出合力F.
只用一個彈簧測力計,通過細繩套把橡皮條的結點拉到與前面相同的位置O,記下彈簧測力計的讀數F′和細繩的方向,如圖乙所示.
比較F′與用平行四邊形定則求得的合力F,看它們在實驗誤差允許的范圍內是否相同.
考法2 數據處理及規律方法
一、正確使用彈簧測力計
1. 將兩只彈簧測力計調零后水平互鉤對拉過程中,讀數相同,可選;若不同,應另換或調校,直至相同為止.
2. 使用時,讀數應盡量大些,但不能超出范圍.
3. 被測力的方向應與軸線方向一致.
4. 讀數時應正對、平視刻度.
二、注意事項
1. 位置不變:在同一次實驗中,使橡皮條拉長時結點的位置一定要相同,是為了使合力的作用效果與兩個分力共同作用效果相同,這是利用了等效替代的思想.
2. 角度合適:用兩個彈簧測力計鉤住細繩套互成角度地拉橡皮條時,其夾角不宜太小,也不宜太大,以60°~100°之間為宜.
3. 在合力不超出量程及在橡皮條彈性限度內形變應盡量大一些.細繩套應適當長一些,便于確定力的方向.
4. 統一標度:在同一次實驗中,畫力的圖示選定的標度要相同,并且要恰當選定標度,使力的圖示稍大一些.
三、誤差分析
(1)誤差來源:除彈簧測力計本身的誤差外,還有讀數誤差、作圖誤差等.
(2)減小誤差的辦法:
①實驗過程中讀數時眼睛一定要正視彈簧測力計的刻度盤,要按有效數字位數要求和彈簧測力計的精度正確讀數和記錄;
②作圖時使用刻度尺,并借助于三角板,使表示兩力的對邊一定要平行.
考法3 實驗創新與改進
以本實驗為背景,以實驗中操作的注意事項、誤差來源設置條件,或通過改變實驗條件、實驗儀器設置題目.
一、考查對實驗原理的理解、實驗方法的遷移
二、實驗器材改進的兩種方法
橡皮筋替代彈簧測力計
鉤碼替代彈簧測力計
力傳感器代替彈簧測力計
【題型過關練】
題型一 實驗基本要求
1.如圖所示,在“探究兩個互成角度的力的合成規律”實驗中,某同學在坐標紙上畫出兩個彈簧測力計拉力和的圖示,圖中每小格的邊長表示,則和合力大小為  
A. B. C. D.
2.如圖所示為某次“探究兩個互成角度的力的合成規律”的實驗示意圖,下列說法正確的是  
A.系在小圓環上的兩細繩套長度要相等
B.兩彈簧測力計間夾角越大越好
C.實驗中選擇質量較大的小圓環比較好
D.小圓環受到、共同作用與受到單獨作用都要到達同一位置點
3.某同學用如圖所示的實驗裝置來探究“力的平行四邊形定則”。彈簧測力計掛于固定點,下端用細線掛一重物。彈簧測力計的一端用細線系于點,手持另一端向左拉,使結點靜止在某位置。分別讀出彈簧測力計和的示數,并在貼于豎直木板的白紙上記錄點的位置和各拉線的方向。
(1)本實驗用的彈簧測力計示數的單位為,圖中的示數為   (保留兩位有效數字)。
(2)下列關于實驗要求說法正確的是   。
.應測量重物所受的重力
.彈簧測力計應在使用前校零
.拉線方向應與木板平面平行
.改變拉力,進行多次實驗,每次都要使點靜止在同一位置
(3)在彈簧的彈性限度內,保持的拉力方向不變,大小緩慢減小,則的示數   。
.增大
.減小
.不變
.先減小后增大
4.“驗證力的平行四邊形定則”實驗。
(1)小王同學設計實驗如圖甲所示,三個細線套、、一端共系于一個結點,另一端分別系于輕質彈簧測力計和重物上,掛于固定點。手持拉動細線,使結點靜止于點。
①本實驗中,主要體現的科學方法是   。
.理想實驗法
.等效替代法
.極限思想法
.建立物理模型法
②某次實驗中的指針位置如圖甲所示,其讀數為   。
(2)小李同學設計實驗如圖乙所示,其中為固定橡皮筋的圖釘,為橡皮筋與細繩的結點,和為細繩,圖丙是在白紙上根據實驗結果畫出的圖,圖丙中的   是力和的合力的理論值;   是力和的合力的實際測量值。
(3)如圖丁所示,、夾角大于,現保持點位置不變,拉力方向不變,增大與的夾角,將緩慢轉至水平方向的過程中,兩彈簧秤示數大小變化為   (兩彈簧測力計的拉力均不超出它們的量程)。
.一直增大、一直增大
.先減小后增大、一直增大
.一直增大、一直減小
.一直增大、先減小后增大
5.小明同學做“探究兩個互成角度的力的合成規律”實驗,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繩。實驗時,需要兩次拉伸橡皮條,首先通過兩細繩用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮條,再用一個彈簧秤通過一根細繩拉橡皮條。
(1)該實驗主要采用的科學方法是   (單選)。
.理想實驗法
.等效替代法
.控制變量法
(2)用單個彈簧秤拉橡皮筋時彈簧秤的指針所指示位置如圖所示,則彈簧秤示數為   。
(3)下列實驗操作正確的是   (單選)。
.兩個細繩套之間的夾角越大越好
.拉著細繩套的兩只彈簧秤,在實驗時讀數必須相同
.確定拉力方向時,在細繩正下方描出兩個點要近一些
.兩次拉橡皮條時,要把細繩與橡皮條的結點拉到同一位置
題型二 數據處理及規律方法
6.“研究共點力的合成”的實驗情況如圖所示,其中為固定橡皮筋的圖釘,為橡皮筋與細繩的結點,和為細繩,完成下列問題:
(1)某次實驗中,彈簧測力計的指針位置如圖甲所示,由圖甲可知拉力大小為   。
(2)某同學完成該實驗后根據實驗數據畫出力的圖示如圖乙所示,圖上所標的四個力、、、四個力,其中   (填上述字母)不是由彈簧秤直接測得的。
7.如圖甲所示是“驗證力的平行四邊形定則”的實驗裝置,將橡皮條的一端固定在水平木板上,另一端系上兩根細繩,細繩的另一端都有繩套,實驗中需用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套,并互成角度地拉橡皮條,使結點到達某一位置。請回答下列問題:
(1)實驗中某一彈簧測力計的示數如圖乙所示,則該力大小為   。
(2)實驗中,要求先后兩次力的作用效果相同,指的是   (填正確選項前字母)。
.橡皮條沿同一方向伸長
.橡皮條伸長到相同長度
.橡皮條沿同一方向伸長相同長度
.兩個彈簧測力計拉力和的大小之和等于一個彈簧測力計拉力的大小
(3)根據實驗數據在白紙上作出如圖丙所示的力的示意圖,、、、四個力中,  (填上述字母)不是由彈簧測力計直接測得的。
8.在“探究兩個互成角度的力的合成規律”的實驗中。
步驟一:如圖甲(a),輕質小圓環掛在橡皮條的一端,另一端固定,橡皮條的長度為。
步驟二:在圖甲(b)中,用手通過兩個彈簧測力計共同拉動小圓環。小圓環受到拉力、的共同作用,處于點,橡皮條伸長的長度為。
步驟三:撤去、,改用一個力單獨拉住小圓環,如圖甲(c)仍使它處于點。。
(1)如圖丁所示,實驗中需要的器材有   ;
(2)關于此實驗的操作,下列說法正確的是   ;
.測力計可以直接鉤住小圓環進行實驗
.實驗過程中,測力計外殼不能與木板有接觸
.完成步驟三后重復實驗再次探究時,小圓環的位置可以與前一組實驗不同
.為了減小誤差,兩個測力計的夾角越大越好
(3)彈簧測力計的示數如圖乙所示,讀數為   。
(4)做實驗時,根據測量結果在白紙上畫出,如圖丙所示,和為兩個分力,請在答題紙上通過作平行四邊形的方法求出合力為   。
9.在“探究兩個互成角度的力的合成規律”的實驗中,提供以下器材:薄木板一塊,量程為的彈簧測力計兩個,橡皮條(帶有兩個較長的細繩套),白紙,刻度尺,圖釘若干個。
(1)要求同一組實驗中兩個分力共同作用的效果與一個力單獨作用的效果相同,指的是   。(選填正確選項前的字母代號)
橡皮繩伸長到同一長度
橡皮繩沿同一方向伸長
橡皮繩沿同一方向伸長同一長度
兩個彈簧秤的讀數必須相同
(2)某次測量時測力計的示數如圖所示,則其讀數為   。
(3)小華用同一套器材做了四次實驗,白紙上標注信息有:虛線代表橡皮筋的伸長方向、結點位置、力的標度、分力和合力的大小及表示力的方向的點,如圖所示。其中最能提高實驗精度且符合實驗事實的是   。
10.某學習小組“探究兩個互成角度的力的合成規律”。圖甲中,橡皮條的一端連著輕質小圓環,另一端固定,橡皮條的長度為。圖乙中,用手通過兩個彈簧測力計共同拉住小圓環,使小圓環處于點,橡皮條伸長的長度為。圖丙中,用一個力單獨拉住小圓環,仍使它處于點。
(1)關于本實驗,下列說法正確的有   。
.不需要記錄甲圖中點的位置
.乙圖中,實驗時兩細繩必須垂直
.應在細繩上用筆尖記錄間距較近的兩點來確定細繩的方向
.乙圖和丙圖中小圓環都處于點表明:圖中單獨作用的效果與和共同作用的效果相同
(2)丙圖中,彈簧測力計的示數如右側放大圖所示,讀數  。
(3)若乙圖中兩彈簧測力計的讀數分別為、,且、的夾角為銳角,則   (填“能”或“不能” 用一個量程為的彈簧測力計測出、的合力。
題型三 實驗創新與改進
11.某學習小組在“探究力的平行四邊形定則”實驗中,將一根橡皮條的一端固定,另一端用甲、乙兩個彈簧秤同時拉著到達點位置。
(1)在測量時,彈簧秤甲的示數;彈簧秤乙的示數如圖1所示,則力  。
(2)在圖2所示的虛線框內,已經標注了點位置、力和的方向以及標度,請按照作圖法的要求作圖,并按照力的平行四邊形定則求出這兩個力的合力大小  。
12.一個實驗小組在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中,某同學的實驗情況如圖所示,其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細繩的結點,OB和OC為細繩。
(1)本實驗中,采取下列哪些方法和步驟可以減小實驗誤差    。
A.兩個分力F1、F2的夾角盡量小些
B.兩個分力F1、F2大小要適當大些
C.拉橡皮筋的細繩要稍短一些
D.實驗中,彈簧測力計必須與木板平行,讀數時視線要正對彈簧測力計刻度
(2)為了完成實驗,在用兩個完全相同的彈簧測力計成一定角度拉橡皮筋時,除了記錄結點O位置外,還必須記錄的有    。
A.兩細繩的方向
B.橡皮筋的原長
C.兩彈簧測力計的示數
D.兩細繩的夾角
(3)圖中,使OC繩拉力F2大小不變、方向沿順時針轉過一較小角度,為了使結點位置不變,則OB繩上拉力F1的大小和方向應如何變化    。
A.一定沿順時針轉動
B.一定沿逆時針轉動
C.一定變大
D.一定變小
13.如圖甲所示,在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中,某同學將橡皮筋的一端固定在水平木板上,另一端系兩根細線,每根細線均與一個彈簧測力計(量程為相連,對彈簧測力計施加拉力,對彈簧測力計施加拉力,結點位于點時,彈簧測力計的示數如圖甲所示,然后只用一個彈簧測力計施加拉力使結點仍到點。
(1)由圖甲可讀得拉力的大小為   ,拉力的大小為   。
(2)下列操作必要的是   (填正確答案標號)。
連接彈簧測力計、的兩根細線長度必須相等
兩根細線與方向的夾角必須相等
同一次實驗中,結點的位置允許變動
使用彈簧測力計時要注意使其軸線與木板平面平行
(3)根據已選取的標度,設拉力和方向成角,若不計實驗誤差,在圖乙所示的虛線方格紙上按力的圖示要求并根據力的平行四邊形定則,畫出拉力、、的圖示,則拉力的大小為   。
14.在“探究兩個互成角度的力的合成規律”實驗中,將橡皮條的一端固定在豎直放置的木板上,另一端系上兩根細繩、,為兩細繩與橡皮條的結點,細繩跨過點處釘在木板上的光滑的釘子,下端掛重力已知的鉤碼,細繩用一個彈簧測力計鉤住,如圖所示,可以通過改變鉤碼的個數和彈簧測力計的拉力調整橡皮條與兩細繩的結點的位置。
(1)關于實驗中必須注意的以下事項,其中正確的是   。
.只用彈簧測力計通過細繩拉橡皮條時結點達到的位置,應與鉤碼、彈簧測力計同時拉時相同
.兩個分力、間的夾角不宜過大,也不宜過小,兩個分力、的大小越大越好
.在拉動彈簧時彈簧不可與外殼相碰或摩擦
.拉橡皮條的細繩要適當長些,視線通過細繩垂直于紙面,在繩下的紙上用筆畫出兩個點的位置并使這兩個點的距離盡量遠些
(2)圖中與橡皮條延長線的夾角為,細繩與橡皮條延長線的夾角為,,下列操作正確的是   。
.減少鉤碼個數后,為使結點位置不變,應增大,同時增大彈簧測力計的拉力
.減少鉤碼個數后,為使結點位置不變,應減小,同時增大彈簧測力計的拉力
.保持鉤碼個數不變,將釘子向左移動一些,為使結點位置不變,應增大,同時增大彈簧測力計的拉力
.保持鉤碼個數不變,將釘子向左移動一些,為使結點位置不變,應減小,同時減小彈簧測力計的拉力
(3)在該實驗中,如果將與細繩也換成橡皮條,那么對實驗結果   影響(填“有”或“沒有” 。
(4)本實驗采用的科學方法是   。
.理想實驗法
.控制變量法
.等效替代法
.建立物理模型法
15.某實驗小組做“探究兩個互成角度的力的合成規律”實驗。
(1)本實驗采用的實驗方法是   。
.控制變量法
.等效替代法
.理想模型法
(2)實驗時,下列不正確的是   。
.實驗前需對彈簧測力計校零
.實驗時兩個拉力的大小能相等
.實驗時應保持細繩與長木板平行
.進行多次操作時每次都應使結點拉到點
(3)實驗結果如圖甲所示。在、、、四個力中,不是由彈簧測力計直接測得的力為   。




(4)若用如圖乙所示的裝置來做實驗,處于水平方向,與夾角為,則   (填“”、“ ”或“” 的力最大。現保持彈簧測力計和細線的夾角不變,使彈簧測力計和均逆時針緩慢轉動至彈簧測力計豎直。在此過程中,彈簧測力計的示數   。(填“不斷減小”、“不斷增大”、“先減小后增大”或“先增大后減小”
【真題演練】
一.實驗題(共3小題)
1.(2023 乙卷)在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中使用的器材有:木板、白紙、兩個標準彈簧測力計、橡皮條、輕質小圓環、刻度尺、鉛筆、細線和圖釘若干。完成下列實驗步驟:
①用圖釘將白紙固定在水平木板上。
②將橡皮條的一端固定在木板上,另一端系在輕質小圓環上。將兩細線也系在小圓環上,它們的另一端均掛上測力計。用互成一定角度、方向平行于木板、大小適當的力拉動兩個測力計,小圓環停止時由兩個測力計的示數得到兩拉力和的大小,并   。(多選,填正確答案標號)
用刻度尺量出橡皮條的長度
用刻度尺量出兩細線的長度
用鉛筆在白紙上標記出小圓環的位置
用鉛筆在白紙上標記出兩細線的方向
③撤掉一個測力計,用另一個測力計把小圓環拉到   ,由測力計的示數得到拉力的大小,沿細線標記此時的方向。
④選擇合適標度,由步驟②的結果在白紙上根據力的平行四邊形定則作和的合成圖,得出合力的大小和方向;按同一標度在白紙上畫出力的圖示。
⑤比較和的   ,從而判斷本次實驗是否驗證了力的平行四邊形定則。
2.(2018 天津)某研究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗,所有器材有:方木板一塊,白紙,量程為的彈簧測力計兩個,橡皮條(帶兩個較長的細繩套),刻度尺,圖釘(若干個)。
①具體操作前,同學們提出了如下關于實驗操作的建議,其中正確的有   。
.橡皮條應和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上
.重復實驗再次進行驗證時,結點的位置可以與前一次不同
.使用測力計時,施力方向應沿測力計軸線;讀數時視線應正對測力計刻度
.用兩個測力計互成角度拉橡皮條時的拉力必須都小于只用一個測力計時的拉力
②該小組的同學用同一套器材做了四次實驗,白紙上留下的標注信息有結點位置、力的標度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點,如下圖所示。其中對于提高實驗精度最有利的是   。
3.(2018 浙江)(1)在“探究求合力的方法”的實驗中,下列操作正確的是   (多選)
.在使用彈簧秤時,使彈簧秤與木板平面平行
.每次拉伸橡皮筋時,只要使橡皮筋伸長量相同即可
.橡皮筋應與兩繩夾角的平分線在同一直線上
.描點確定拉力方向時,兩點之間的距離應盡可能大一些
(2)在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中,兩個相同的小車放在光滑水平板上,前段各系一條細繩,繩的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤,盤中可放重物。小車的停和動通過用黑板擦按住小車后的細線和抬起來控制,如圖1所示。實驗要求小盤和重物所受的重力近似等于使小車做勻加速直線運動的力。
①請指出圖2中2個錯誤之處:  。
②調整好裝置后,在某次實驗中測得兩小車的位移分別是和,則兩車的加速度之比為   。
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