新高考物理一轮复习知识梳理+分层练习专题13 探究两个互成角度的力的合成规律（含解析）.docVIP

2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练 专题13 探究两个互成角度的力的合成规律 导练目标 导练内容 目标1 教材经典实验方案的原理、步骤和数据处理 目标2 新高考的改进创新实验 【知识导学与典例导练】 教材经典实验方案的原理、步骤和数据处理 1.实验目的：探究两个互成角度的力的合成规律。 2.实验器材： 木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、小圆环、三角板、刻度尺、图钉(几个)。 3.实验原理： 等效思想：使一个力F′的作用效果和两个力F1和F2的作用效果相同，就是使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点O，即伸长量相同，所以F′为F1和F2的合力，作出力F′的图示，再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示，比较F、F′在实验误差允许的范围内是否大小相等、方向相同。 4.数据处理： （1）用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出a、b这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,此对角线即为合力F的图示。 （2）用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出一个弹簧测力计c的拉力F的图示。 （3）比较F与F是否完全重合或几乎重合,从而验证平行四边形定则。 5.误差分析： （1）系统误差:弹簧测力计本身不够准确造成的误差,为此要选择比较准确的弹簧测力计。 （2）偶然误差:弹簧测力计读数和作图造成偶然误差,需要多做几次实验,并且使两分力F1、F2的夹角适当大些。 6.注意事项： （1）使用弹簧测力计前,要先调整指针使其指在零刻度处;再将两只弹簧测力计的挂钩钩在一起,向相反方向拉,如果两个示数相同方可使用。 （2）实验中的两个细绳套不要太短。 （3）在同一次实验中,橡皮条拉长时结点到达的位置一定要相同。 （4）用两只弹簧测力计互成角度地拉橡皮条时,夹角不宜太大也不宜太小。 （5）在用力拉弹簧测力计时,拉力应沿弹簧测力计的轴线方向。弹簧测力计中弹簧轴线、橡皮条、细绳套应该位于与纸面平行的同一平面内。 （6）画力的图示选定的标度要相同,要恰当选定标度,使力的图示稍大一些。 【例1】某同学用图甲所示装置做“探究求合力的方法”实验。其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。 （1）要减小实验误差，下列措施可行的是( ) A．两个分力 SKIPIF 1 0 的大小要适当大些?????????????????? B．两个分力 SKIPIF 1 0 间的夹角要尽量大些 C．拉橡皮筋的细绳要细些且要稍短一些????????????????? D．标记细绳方向的点要尽量离结点近些 （2）若实验中弹簧测力计的量程均为5N，某次实验用两个弹簧测力计拉橡皮筋时，两个绳套间的夹角为60°，两弹簧测力计的示数恰好均如图乙所示，弹簧测力计的示数为________N，你认为这次操作____________（填“合适”或“不合适”），原因是____________ （3）某次实验的结果如图丙所示，这次实验 SKIPIF 1 0 刚好垂直，若在图丙所示的实验结果中，保持结点的位置 SKIPIF 1 0 的方向不变，将两个分力的夹角增大，则 SKIPIF 1 0 _________（填“变大”“变小”或“不变”）， SKIPIF 1 0 ___________（填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】???? A???? 3.6???? 不合适???? 两个分力的合力大于弹簧测力计的量程，当用一个弹簧测力计拉橡皮筋时将无法操作???? 变大???? 不变 【详解】（1）[1]A．为了减小读数误差，应让两力适当大些，故A正确； B．两个分力 SKIPIF 1 0 、 SKIPIF 1 0 间的夹角不宜过大或过小，那样作图不方便，容易产生误差，故B项错误； CD．为了准确记下拉力的方向，故采用两点描线时两点应尽量距离大一些，细绳应长些，故CD错误。 故选A。 （2）[2]弹簧测力计的示数为3.6N。 [3]这次操作不合适。 [4]因为当 SKIPIF 1 0 与 SKIPIF 1 0 大小都为3.6N．且夹角为60°时，两个力的合力大小为 SKIPIF 1 0 即F超过了弹簧测力计的量程，当用一个弹簧测力计拉橡皮筋时将无法操作。 （3）[5][6]结点的位置不变，合力不变，即 SKIPIF 1 0 不变， SKIPIF 1 0 方向不变，增大两个分力夹角．由图示可知， SKIPIF 1 0