课时突破练11　探究两个互成角度的力的合成规律-2027版高考物理一轮复习

物理课时突破练11探究两个互成角度的力的合成规律1.

(8分)(2024海南卷)为验证两个互成角度的力的合成规律,某组同学用两个

弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、木板、刻度尺、白纸、铅笔、细线和

图钉等器材,按照如下实验步骤完成实验:甲12345乙Ⅰ.用图钉将白纸固定在水平木板上。Ⅱ.如图甲、乙所示,橡皮条的一端固定在木板上的G点,另一端连接轻质小

圆环,将两细线系在小圆环上,细线另一端系在弹簧测力计上,用两个弹簧测

力计共同拉动小圆环到某位置,并标记圆环的圆心位置为O点,拉力F1和F2的

方向分别过P1和P2点,大小分别为F1=3.60N、F2=2.90N;改用一个弹簧测力

计拉动小圆环,使其圆心到O点,在拉力F的方向上标记P3点,拉力的大小为

F=5.60N。请完成下列问题:12345(1)在图乙中按照给定的标度画出F1、F2和F的图示,然后按平行四边形定则

画出F1、F2的合力F'。答案:如图所示(2)比较F和F',写出可能产生误差的两点原因

⁠

⁠。①没有做到弹簧测力计、细

绳、橡皮条都与木板平行;②读数时没有正视弹簧测力计12345解析:本题考查验证两个互成角度的力的合成规律实验。(1)按照给定的标度画出F1、F2和F的图示,然后按平行四边形定则画出F1、

F2的合力F',如答案图所示。(2)F和F'不完全重合的误差可能是:①没有做到弹簧测力计、细绳、橡皮条

都与木板平行;②读数时没有正视弹簧测力计。123452.

(10分)(2026浙江选考模拟)某研究小组做“探究两个互成角度的力的合成

规律”实验。12345(1)实验中,要求用一个弹簧测力计拉橡皮条与用两个弹簧测力计同时拉橡

皮条的“作用效果相同”。为满足此要求,实验中应保证

⁠

⁠。(2)关于实验操作的建议,其中正确的有

⁠。A.

两弹簧测力计的夹角越小,越有利于减小误差B.

重复实验再次进行验证时,结点O的位置可以与前一次不同C.

用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个弹簧

测力计时的拉力D.

使用弹簧测力计时,施力方向应沿弹簧测力计轴线;读数时视线应正对弹

簧测力计刻度两次将结点O拉至

同一位置BD12345(3)当用两个弹簧测力计拉细绳套时,需要记录的是

⁠。A.

绳子的长度B.

弹簧测力计的读数C.

结点位置D.

分力的方向(4)如图丁所示,实验中,白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、

两个分力的大小及表示力作用线的点。根据图示信息,可得图丁中F1和F2的

合力大小为

(

)。(保留2位有效数字)BCD4.44.1~4.8均正确12345(2)弹簧测力计之间的夹角太小会导致确定力的夹角的时候相对误差太大,

会造成误差增大,故A错误;重复实验再次进行验证时,结点O的位置可以与前

一次不同,同一次实验中结点O的位置不变,不会产生较大误差,故B正确;用

两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条时,拉力不一定都小于只用一个弹簧测力

计时的拉力,故C错误;使用弹簧测力计时,施力方向应沿着弹簧测力计的轴

线,读数时视线正对弹簧测力计刻度,故D正确。(3)当用两个弹簧测力计拉细绳套时,需要记录的是弹簧测力计的读数、结

点位置、分力的方向。故选BCD。解析:(1)一个弹簧测力计拉橡皮条与用两个弹簧测力计同时拉橡皮条的作

用效果相同,为满足此要求,实验中应保证两次将结点O拉至同一位置。12345(4)通过平行四边形定则画出F1和F2的合力,如图所示:因此,可得合力大小为4.4

N。123453.

(10分)某实验小组利用三根完全相同的弹簧来验证力的平行四边形定

则。如图所示,将白纸固定在水平木板上,将三根细绳套系于同一结点,然后

同时用三根弹簧分别拉住每根细绳套,以合适的角度向三个不同方向拉开,

当结点处于静止状态时,在白纸上标记下结点的位置O,并记下细绳套的方向

以及弹簧的长度。改变三根弹簧的夹角,重复实验。12345(1)关于本实验,下列说法正确的是

⁠;A.

在进行多次实验时,每次都要将结点拉至同一位置B.

为减小实验误差,相邻弹簧之间的夹角必须为120°C.

为减小实验误差,实验过程中需要保持弹簧与木板平行(2)由于无法测得弹簧的拉力,某同学想利用测得的弹簧长度来代替拉力大

小进行实验验证,此实验操作

(选填“合理”或“不合理”);C不合理12345(3)已知弹簧的原长均为20cm,实验中结点静止时,三根弹簧的长度可能

是

。

A.

24.21cm,22.79cm,27.45cmB.

23.10cm,25.22cm,26.38cmC.

26.03cm,22.25cm,23.14cmB12345(2)由于无法测得弹簧的拉力,某同学想利用测得的弹簧长度来代替拉力大

小进行实验验证,此实验操作不合理,因为弹簧弹力与弹簧的伸长量成正比,

但与弹簧长度不成正比。解析:(1)在进行多次实验时,每次不需要将结点拉至同一位置,故A错误;为减

小实验误差,相邻弹簧之间的夹角不能太大也不能太小,但不需要一定为

120°,故B错误;为减小实验误差,实验过程中需要保持弹簧与木板平行,故C

正确。12345(3)根据胡克定律可知弹簧弹力与弹簧的伸长量成正比,则可以用弹簧的伸

长量代替弹力大小,已知弹簧的原长均为20

cm,则三根弹簧对应的伸长量分

别为x1=24.21

cm-20

cm=4.21

cm,x2=22.79

cm-20

cm=2.79

cm,x3=27.45

cm-

20

cm=7.45

cm,由于x1+x2<x3,故A错误;三根弹簧对应的伸长量分别为

x4=23.10

cm-20

cm=3.10

cm,x5=25.22

cm-20

cm=5.22

cm,x6=26.38

cm-20

cm=6.38

cm,由于x5-x4<x6<x5+x4,故B正确;三根弹簧对应的伸长量分别为

x7=26.03

cm-20

cm=6.03

cm,x8=22.25

cm-20

cm=2.25

cm,x9=23.14

cm-20

cm=3.14

cm,由于x7>x8+x9,故C错误。123454.

(10分)(2026浙江杭州模拟)如图甲所示是“探究两个互成角度的力的合成

规律”实验。甲12345(1)下列仪器中,该实验需要的有

⁠;A.

弹簧测力计B.

打点计时器C.

秒表D.

刻度尺(2)关于该实验,下列说法正确的是

⁠;A.

同一次实验中结点位置允许变动B.

应控制两条细线夹角为90°C.

两根细线越短越好D.

一只弹簧测力计也可以完成实验ADD12345(3)改用如图乙所示方案,橡皮筋的上端固定于O点,下端挂一重物M。弹簧测

力计通过系在橡皮筋上N处的细线,缓慢水平向左拉。由于橡皮筋弹性发生

了变化,发现两次拉动相同水平距离时,N点的轨迹并不重合,如①、②所

示。则N分别处于a、b点时弹簧测力计拉力与橡皮筋拉力的合力是否变

化?

(选填“是”或“否”)。否乙12345解析:(1)弹簧测力计拉细绳,记录力的大小和方向;刻度尺用来作平行四边形,

故选AD。(2)为保证效果相同,同一次实验中结点位置不允许变动,故A错误;本实验通

过作图探究两个互成角度的力的合成规律,所以两细绳之间的夹角适当就

好,不一定要取90°,

故B错误;为了减小记录拉力方向的误差,拉橡皮条的细

绳要适当长一些,故C错误;如果只用一只弹簧测力计,可以先将一个细绳套

用手拉住,

另一个细绳套用弹簧测力计拉住,使橡皮条结点O拉到某一个位

置,

记下两个拉力的方向,读出弹簧测力计的示数,然后把弹簧测力计换到另

一边,再次把橡皮条结点O拉到同一位置,两次实验中保证细绳套的方向不

变,即两次分力方向相同,此时记录弹簧测力计的示数,即另一个分力大小,

从

而完成实验,故D正确。12345(3)由于缓慢拉到a、b点,所以在a、b点受力平衡,则弹簧测力计拉力与橡皮

筋拉力的合力与M的重力等大反向,所以N分别处于a、b点时弹簧测力计拉

力与橡皮筋拉力的合力不变化。123455.

(12分)(2025全国卷)某探究小组利用橡皮筋完成下面实验。图(a)12345(1)将粘贴有坐标纸的木板竖直放置。橡皮筋的一端用图钉固定在木板上,

另一端悬挂钩码。钩码质量分别为200g、250g、…、500g,平衡时橡皮筋

底端在坐标纸上对应的位置如图(a)中圆点所示(钩码的质量在图中用数字

标出)。悬挂的钩码质量分别为200g和300g时,橡皮筋底端位置间的距离

为

cm。(2)根据图(a)中各点的位置可知,在所测范围内橡皮筋长度的增加量与所挂

钩码的

(选填“质量”或“质量的增加量”)成正比,由此可求

出橡皮筋的劲度系数为

N/m(保留2位有效数字,重力加速度取9.8

m/s2)。1.90质量的增加量5212345(3)悬挂的钩码质量为m时,在橡皮筋底