高考物理一轮复习核心考点精讲精练考点10 探究两个互成角度的力的合成规律（2份，原卷版+解析版）

这是一份高考物理一轮复习核心考点精讲精练考点10 探究两个互成角度的力的合成规律（2份，原卷版+解析版），共6页。试卷主要包含了 高考真题考点分布， 命题规律及备考策略，实验原理，数据处理，注意事项，7/0等内容，欢迎下载使用。
1. 高考真题考点分布
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】各地高考对探究两个互成角度的力的合成规律这个实验的考查频度不是太高，形式上主要以课本原型实验的原理为基础，对实验方案经过加工创新。
【备考策略】
1.掌握实验的原理，学会用作图法，研究两个互成角度力的合成规律，并会做出必要的误差分析。
2.能够在原型实验基础上，通过对实验的改进或者创新，做出同类探究。
【命题预测】重点关注利用原型实验的原理进行改进的实验。
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.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。
考点一 教材原型实验
考向1 实验原理与操作
1．在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中。
步骤一：如图甲（a），轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE。
步骤二：在图甲（b）中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环受到拉力、的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO。
步骤三：撤去、，改用一个力单独拉住小圆环，如图甲（c）仍使它处于O点。
(1)如下图所示，实验中需要的器材有 ；
(2)关于此实验的操作，下列说法正确的是 ；
A．测力计可以直接钩住小圆环进行实验
B．实验过程中，测力计外壳不能与木板有接触
C． 完成步骤三后重复实验再次探究时，小圆环的位置可以与前一组实验不同
D．为了减小误差，两个测力计的夹角越大越好
(3)弹簧测力计的示数如图乙所示，读数为 N。
(4)做实验时，根据测量结果在白纸上画出，如图丙所示，和为两个分力，请在答题纸上通过作平行四边形的方法求出合力为 N。
【答案】(1)B(2)C(3)0.7/0.8(4)3.20（3.00~3.30）
【详解】（1）探究两个互成角度的力的合成规律实验需要刻度尺确定力的方向和作图。故选B。
（2）A．测力计若直接钩住小圆环进行实验，会在确定力的方向时出现误差，故A错误；
B．实验过程中，弹簧测力计与木板保持平行即可，故B错误；
C．实验过程中用一个弹簧测力计的作用效果替代两个弹簧测力计作用效果，只需同一次实验“结点”的位置相同即可，但完成后重复实验再次探究时，小圆环的位置可以与前一组实验不同，故C正确；
D．画平行四边形时，夹角大的话画出的平行四边形会准确些，但不是要求夹角尽量大，故D错误。故选C。
（3）弹簧测力计的最小分度为，根据指针位置可以确定拉力为。
（4）根据平行四边形定则得出下图
由图可知合力大小约为3.16N。
2．在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，桌上放一块方木板，用图钉把一张白纸钉在方木板上。再用图钉把橡皮条一端固定在板上的A点。如图甲所示，在橡皮条另一端栓上两条细绳形成结点，细绳的另一端系着绳套。先用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条：再用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条。

（1）判断力F单独作用与力F1、F2共同作用效果相同的依据是 。
A．F的大小等于F1与F2的大小之和
B．使橡皮条伸长相同的长度
C．使橡皮条上的结点到达同一位置
（2）实验中需要标记或者记录的信息有 。
A．橡皮条的原长 B．橡皮条原长时结点的位置
C．力F的大小和方向 D．力F1、F2的大小和方向
（3）在该探究实验中，老师先用两个成一定角度的弹簧测力计拉悬挂的橡皮条，使橡皮条由O点伸长到E点（如图乙所示），现保持橡皮条伸长后的位置E点不动，使弹簧测力计的拉力F1的方向不变，将另一个弹簧测力计F2的方向由水平方向顺时针转过90°，该过程中F1和F2将 。

A．F1逐渐增大，F2先减小后增大
B．F1逐渐减小，F2先减小后增大
C． F1逐渐增大，F2先增大后减小
D．F1逐渐减小，F2先增大后减小
【答案】 C CD/DC B
【详解】（1）[1]判断力F单独作用与力F1、F2共同作用效果相同的依据是使橡皮条上的结点到达同一位置，故选C。
（2）[2]实验中需要标记或者记录的信息有用弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条后结点O的位置、力F的大小和方向、力F1、F2的大小和方向，故选CD。
（3）[3]保持弹簧伸长后的位置E点不动，则拉力F1和F₂的合力不变，使弹簧秤的拉力F1的方向不变，则根据力的三角形定则，作出拉力F1和F₂及F1和F₂的合力F的示意图如下图所示
可知，将另一个弹簧秤F2的方向由水平方向顺时针转过90°的过程中，F1逐渐减小，F2先减小后增大，故选B。
考向2 数据处理与误差分析
1.误差来源：除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等。
2.减小误差的办法：
①实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度盘，要按有效数字位数要求和弹簧测力计的精度正确读数和记录。
②作图时使用刻度尺，并借助三角板，一定要使表示两力的对边平行。
3．课堂上，物理老师演示了“等效代替法探究力的合成法则”的实验，如图甲所示，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为细绳套，图乙是在白纸上画出的图。
(1)本实验中“等效代替”的含义是（ ）
A．橡皮筋可以用细绳替代
B．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果
C．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果
D．两弹簧测力计的共同作用效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代
(2)完成该实验的下列措施中，能够减小实验误差的是（ ）
A．拉橡皮筋的绳要细一些且长一些
B．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行
C．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要近些
D．使拉力F1和F2的夹角很小
(3)实验中某次拉力的示意图如图丙所示，图中α=β