第11讲 探究两个互成角度的力的合成规律（练习）（原卷版）

第11讲探究两个互成角度的力的合成规律（模拟精练+真题演练）1．（2023·山东德州·德州市第一中学统考三模）某实验小组用橡皮筋验证力的平行四边形定则，实验步骤如下：①取三条规格相同的橡皮筋，用刻度尺测量并记录它们的自然长度；②用弹簧测力计分别将三条橡皮筋拉至相同的长度，若弹簧测力计的示数相同，则继续进行后续实验；③将三条橡皮筋的一端系在一起，再将其中两条的另一端分别固定在贴有白纸的水平木板上的M、N两点，如图所示；④将第三条橡皮筋的另一端P系一细绳，用力拉细绳，使三条橡皮筋的结点静止在某位置，在白纸上将该位置记作O，同时记录三条橡皮筋的方向和长度；⑤以结点位置O为起点，分别沿OM、ON方向和PO方向作出线段、、，使每条线段的长度与各自对应的橡皮筋的成正比。⑥以线段、为邻边作平行四边形，若对角线同线段重合，则说明两个力和它们的合力符合平行四边形定则。⑦重复以上实验步骤中的④⑤⑥，多做几次实验。请完成以下问题（1）以下说法正确的是______。A．该实验所选用三条橡皮筋的自然长度要相等B．步骤②的目的是验证三条橡皮筋的劲度系数是否相同C．步骤④中拉细绳的力可以不与木板平行D．步骤⑦中多次实验结点静止时的位置O必须在同一位置（2）将步骤⑤填空中的答案填在答题卡对应的位置上；（3）若第二次实验同第一次相比较，OM、ON夹角不变，OM、OP的夹角变小；橡皮筋OP长度不变，则橡皮筋OM长度______；则橡皮筋ON长度______。（选填“变大”或“变小”或“不变”）2．（2023·福建泉州·统考模拟预测）某同学在研究共点力的合成规律时，用双手分别拉住两把弹簧测力计的拉环，将一重物悬挂竖直木板前，静止时如图甲所示，分别读出和的示数，并在贴于木板的白纸上记录点的位置和拉线的方向。在实验过程中，请回答以下问题（1）某次实验时弹簧测力计的示数如图乙所示，其读数为______；（2）该同学在白纸上要记录点的位置和拉线的方向时发现两只手都用上了，无法记录，请提出一个能解决该问题的建议______；（3）该同学正确操作后，作出的拉力及合力的图示，如图丙，则的质量约为______。A．0.1

B．0.2

C．0.4

D．0.53．（2023·天津·统考模拟预测）某同学用A、B，C三个弹簧测力计“验证力的平行四边形定则”。装置如图甲所示。将弹簧测力计A的一端固定在水平白纸上的P点，三个细线套、、共系于一个结点。另一端分别系于弹簧测力计A、B、C上，拉动B、C两个弹簧测力计。使结点与白纸上O点重合。这时细线套、垂直，弹簧测力A的示数如图甲所示。（1）图甲中弹簧测力计A的示数为___________N；若弹簧测力计B的示数为。则当弹簧测力计C的示数约为___________N时，力的平行四边形定则得到验证。（2）该同学利用作图法验证平行四边形定则，记录三个弹簧测力计的示数，同时在白纸上确定___________，作出的图如图乙所示，其中与测力计A对线套的拉力等大反向，如果在误差允许的范围内。___________，则力的平行四边形定则得到验证。（3）实验时为减小误差，下列说法正确的是___________。（填正确答案标号）A．三个细线套应适当长一些B．三个细线套应与白纸平面平行C．三个测力计应该完全相同D．三个测力计的示数越大越好4．（2023·辽宁·校联考模拟预测）甲同学尝试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，下端用细线挂一重物Q，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点的位置和细线的方向。（1）图中弹簧测力计a的示数为___________N。（2）下列不必要的操作是___________。（请填写选项前对应的字母）A．弹簧测力计应在使用前校零B．细线方向应与木板平面平行C．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）乙同学换用弹簧测力计拉橡皮筋的方式验证平行四边形定测，用两弹簧测力计将橡皮筋拉到点，测力计读数分别为和，用一个弹簧测力计拉橡皮筋到点时读数为，通过作图法验证平行四边形定则，四副图中符合实际情况的是___________。5．（2023·四川成都·成都七中校考三模）某兴趣小组的同学为了验证“两个互成角度的力的合成规律”，设计了一个实验方案，在圆形桌子桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮（滑轮上侧所在平面与桌面平行），滑轮固定，滑轮可沿桌边移动，如图所示。可供选择的实验器材有：刻度尺、三角板、铅笔、白纸、一根橡皮筋、三根细线、质量相同的钩码若干。部分实验操作步骤如下：①将橡皮筋中央处和两端点分别与三根细线相连；②将连在橡皮筋中央的细线跨过固定滑轮，连接橡皮筋两端点的细线跨过可动滑轮；②在三根细线的下端分别挂上一定数量的钩码，使连在橡皮筋中央的细线与橡皮筋的结点O静止。（1）为完成本实验，下列物理量必须测量或记录的是___________。（填选项前字母）A．橡皮筋的原长

B．两端橡皮筋伸长后的长度C．钩码的质量

D．三根细线所挂钩码的个数（2）在完成本实验的过程中，下列操作或描述正确的是___________。（填选项前字母）A．连接橡皮筋两端点的细线长度必须相同B．细线必须在与夹角的角平分线上C．记录图中O点的莅置和、、的方问D．不改变所挂钩码的个数和的方向，改变与的夹角重复实验，O点不用在桌面上同一位置（3）实验中，若桌面不水平___________（填“会”或“不会”）影响实验的结论。（3）[3]若桌面不水平，三根线上的拉力大小也为各自所挂钩码重力大小，不会影响实验结论。6．（2023·浙江·高三期中校考模拟预测）如图甲所示，是“探究力的平行四边形定则”的实验，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳套的结点，OB和OC为细绳套，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。（1）下列哪一个选项是不必要的实验要求_______。（请填写选项前对应的字母）A．两个弹簧秤的夹角适当大些B．弹簧秤应在使用前校零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点在同一位置（2）本实验采用的科学方法是_______。A．理想实验法

B．等效替代法

C．控制变量法

D．建立物理模型法（3）图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是_______。（4）如图丙所示，在探究“共点力合成”的实验中，橡皮条一端固定于P点，另一端连接两个弹簧秤，分别用F1与F2拉两个弹簧秤，将结点拉至O点。现让F2大小增大，方向不变，要使结点仍位于O点，则F1的大小及图中β（β>90°）角的变化可能是______。A．增大F1的同时增大β角

B．减小F1的同时减小β角C．增大F1的同时减小β角

D．减小F1的同时增大β角7．（2023·山东·高三期末模拟预测）某同学在学完“力的合成”后，想在家里做实验“验证力的平行四边形定则”，他从学校的实验室里借来两个弹簧秤，按如下步骤进行实验。A．在墙上贴一张白纸用来记录弹簧秤弹力的大小和方向B．在一个弹簧秤的下端悬挂一装满水的水杯，记下静止时弹簧秤的读数FC．将一根大约30cm长的细线从杯带中穿过，再将细线两端分别拴在两个弹簧秤的挂钩上，在靠近白纸处用手对称地拉开细线，使两个弹簧秤的示数相等，在白纸上记下细线的方向，弹簧秤的示数如图甲所示D．在白纸上按一定标度作出两个弹簧秤的弹力的图示，如图乙所示，根据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力（1）在步骤C中，弹簧秤的读数为______。（2）在步骤D中做出合力的图示（答题纸上作图）并求出合力=______N。（结果保留两位小数）（3）若______，就可以验证力的平行四边形定则。8．（2023·广东·模拟预测）某同学为了“验证互成角度的两个力合成的平行四边形定则”，设计了如图（a）所示的实验装置。（1）实验装置介绍与实验操作如下：①该装置固定在竖直平面内，橡皮筋一端用夹子固定在该实验装置上，橡皮筋另一端套在汇力圆环上，用弹簧测力计通过套在汇力圆环的细绳拉橡皮筋时，使汇力圆环每次都与定位圆重合，定位圆在夹子的正下方。②记录每次弹簧测力计的读数和细绳的方向，选定标度作图。③多次实验重复以上步骤．（2）回答下列问题：①本实验使汇力圆环每次都与定位圆重合的作用是_________；②作出两个分力的图示和合力的图示如图（b）所示，F与中，方向一定沿竖直方向的是_________（选填“F”或“”）。（3）在保证汇力圆环与定位圆重合的前提下，其中一个分力对应的细绳方向不变，弹簧测力计示数变大，则另一个分力对应的大小和方向可能的情况是__________。A．方向不变，大小不变B．方向改变，大小不变C．方向改变，大小变大D．方向改变，大小变小9．（2022·浙江·统考高考真题）（1）①“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置如图1所示，长木板水平放置，细绳与长木板平行。图2是打出纸带的一部分，以计数点O为位移测量起点和计时起点，则打计数点B时小车位移大小为______cm。由图3中小车运动的数据点，求得加速度为______m/s2（保留两位有效数字）。②利用图1装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是______。A．换成质量更小的小车

B．调整长木板的倾斜程度C．把钩码更换成砝码盘和砝码

D．改变连接小车的细绳与长木板的夹角（2）“探究求合力的方法