新高考物理一轮复习跟踪训练第11讲 探究两个互成角度的力的合成规律（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SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，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SKIPIF1<0、SKIPIF1<0为邻边作平行四边形，若对角线同线段SKIPIF1<0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SKIPIF1<0的拉环，将一重物SKIPIF1<0悬挂竖直木板前，静止时如图甲所示，分别读出SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的示数，并在贴于木板的白纸上记录SKIPIF1<0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SKIPIF1<0的示数如图乙所示，其读数为______SKIPIF1<0；（2）该同学在白纸上要记录SKIPIF1<0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SKIPIF1<0的拉力SKIPIF1<0及合力SKIPIF1<0的图示，如图丙，则SKIPIF1<0的质量约为______SKIPIF1<0。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SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0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SKIPIF1<0、SKIPIF1<0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SKIPIF1<0。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SKIPIF1<0与测力计A对线套SKIPIF1<0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SKIPIF1<0点，测力计读数分别为SKIPIF1<0和SKIPIF1<0，用一个弹簧测力计拉橡皮筋到SKIPIF1<0点时读数为SKIPIF1<0，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SKIPIF1<0固定，滑轮SKIPIF1<0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SKIPIF1<0，连接橡皮筋两端点的细线跨过可动滑轮SKIPIF1<0；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SKIPIF1<0必须在SKIPIF1<0与SKIPIF1<0夹角的角平分线上C．记录图中O点的莅置和SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0的方问D．不改变SKIPIF1<0所挂钩码的个数和SKIPIF1<0的方向，改变SKIPIF1<0与SKIPIF1<0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SKIPIF1<0两力中，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SKIPIF1<0（1）在步骤C中，弹簧秤的读数为______。（2）在步骤D中做出合力SKIPIF1<0的图示（答题纸上作图）并求出合力SKIPIF1<0=______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SKIPIF1<0中，方向一定沿竖直方向的是_________（选填“F”或“SKIPIF1<0”）。SKIPIF1<0（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