资源简介

专题 11 探究两个互成角度的力的合成规律
目录
考点一 教材原型实验................................................................................................................................................1
考向 1 实验原理与操作 .....................................................................................................................................2
考向 2 数据处理与误差分析 .............................................................................................................................3
考点二 创新实验方案................................................................................................................................................4
考向 1 实验原理的创新 .....................................................................................................................................5
考向 2 实验器材的创新 .....................................................................................................................................6
考点一 教材原型实验
知识点　实验的基础知识
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。
考向 1 实验原理与操作
1．小明在探究“两个互成角度的力的合成规律”时，用到两根相同的橡皮筋、木板、白纸、笔、图钉、细线
和刻度尺。请帮助他完善以下步骤。
（1）如图甲所示，先把两根橡皮筋 a、b 和细绳 P 的一端连接，结点记为 O。
（2）用刻度尺测量橡皮筋 a 的原长，记为L0。
（3）如图乙所示，在木板上固定白纸，在白纸上的O1点固定橡皮筋 b 的上端，用手拉动橡皮筋 a 的自由端，
记录此时橡皮筋 a 的长度 L1和结点 O 的位置。
（4）如图丙所示，左手拉动橡皮筋 a 的自由端，右手拉动细线 P，使得 O 点两次位置重合，记录此时橡皮
筋 a 的长度 L2和 。
（5）把橡皮筋 a 和细线 P 互换位置再拉动，使 O 点位置再次重合且拉动方向均 （填“一定不变”
或“可以改变”），还需记录 。
（6）根据胡克定律可知，橡皮筋 a 的弹力大小和形变是成正比，以形变量的大小作为弹力F、F1及F2 ，根
据记录的信息作出平行四边形，比较对角线F 与 F 的大小和方向是否大致相同，从而判断两个互成角度的
力的合成是否遵循平行四边形定则。
2．在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，如图甲所示，橡皮条的一端固定，一端挂一轻质小圆
环，橡皮条的长度为GE 。用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。圆环受到拉力F1、F2 的共同作用，处
于O点，如图乙所示，橡皮条伸长的长度为EO，撒去F1、F2 ，改用一个力F 单独拉住小圆环，如图丙所
示，使小圆环仍处于O点。
(1)关于该实验，下列说法正确的有_____（填标号）；
A．不需要记录甲图中E 点的位置
B．重复实验再次进行探究时，圆环O的位置必须与前一次相同
C．应在细绳上用笔尖记录间距较近的两点来确定细绳的方向
D．在不超过橡皮筋弹性限度时，弹簧测力计示数要适当大些
(2)在图丙中，弹簧测力计的示数如图所示，则读数F = N；
(3)若图乙中两弹簧测力计的读数分别为F1 = 3.00N 、F2 = 4.00N ，且F1、F2 的夹角为锐角，则 （填
“能”或“不能”）用一个量程为5N 的弹簧测力计测出F1、F2 的合力。
考向 2 数据处理与误差分析
3．某同学在水平桌面上做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示，其中 A 为固定橡皮
条的图钉，O 为橡皮条与细绳的结点，OB 与 OC 为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)有关该实验，下列说法正确的是_______
A．两根细绳的长度必须相等
B．实验时要让弹簧测力计与木板平面平行
C．用两个弹簧测力计同时拉细绳时，两个弹簧测力计的示数必须相等
D．用两个弹簧测力计同时拉细绳和用一个弹簧测力计拉细绳时必须将结点拉到同一位置
(2)如果没有操作失误，图乙中的 F 与F 两力中，方向一定沿 AO 方向的是 。
(3)在该实验中，如果将 OB 与 OC 细绳换成橡皮条，对实验结果 影响。（选填“有”或“没有”）
4．在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，先用一个弹簧测力计拉
橡皮条的另一端到某一点并记下该点的位置 O；再将橡皮条的另一端系两根细绳，细绳的另一端都有绳套，
用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条。
(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项：
A．两根细绳必须等长
B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行
D．拉橡皮筋的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些
E．在用两个弹簧测力计同时拉细绳时，必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧测力计拉时记下的位置 O；
其中正确的是 （填入相应的字母）
(2)实验情况如图甲所示，其中 A 为固定橡皮条的图钉，O 为橡皮条与细绳的结点，OB 和 OC 为细绳。图乙
是在白纸上根据实验结果画出的图。则图乙中的 F 与F 两力中，方向一定沿 AO 方向的是 。
(3)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
考点二 创新实验方案
知识点　实验方案的改进
1. 实验原理的创新
创新意图：
（1）橡皮筋拉力→物体重力：合力的大小和方向恒定
（2）分力任意角度→某一分力水平：该分力的方向恒定
2.实验器材的创新
考向 1 实验原理的创新
5．某实验小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。
(1)本实验采用的实验方法是__________。
A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想模型法
(2)实验时，下列不正确的是__________。
A．实验前需对弹簧测力计校零 B．实验时两个拉力的大小能相等
C．实验时应保持细绳与长木板平行 D．进行多次操作时每次都应使结点拉到 O 点
(3)实验结果如图甲所示。在F1、F2 、F、F 四个力中，不是由弹簧测力计直接测得的力为 。
A．F1 B．F2 C．F D．F
(4)若用如图乙所示的装置来做实验，OB 处于水平方向，与 OA 夹角为120°，则 （填“OA”、“OB”
或“OC”）的力最大。现保持弹簧测力计 A 和 B 细线的夹角不变，使弹簧测力计 A 和 B 均逆时针缓慢转动至
弹簧测力计 A 竖直。在此过程中，弹簧测力计 A 的示数 。（填“不断减小”、“不断增大”、“先减小
后增大”或“先增大后减小”）
6．某同学为探究两个互成角度的力的合成规律，设计了一个实验，步骤如下：
a. 将一块木板竖直固定，在木板上钉上白纸，用一条橡皮筋悬挂重物，重物静止时，记录下拴结点 O 和橡
皮筋的总长度 l1及橡皮筋的方向；
b. 改用两条完全相同的橡皮筋 OM、ON 拴接同一重物，调整两橡皮筋的夹角，使拴接点停在 O 点处，记
录下两根橡皮筋的方向及总长度的分别为 l2、 l3 ，橡皮筋与竖直方向的夹角分别表示为a 、b ，如图所示；
c. 更换白纸，重复实验，取完成较好一组数据的作图。
以上实验过程橡皮筋始终在弹性限度范围内，且橡皮筋的原长为 l0 。回答下列问题：
(1)为了减小实验误差，下列说法正确的是______；
A．描点记录橡皮筋方向时，所取两点的间距尽量小些
B．描点记录橡皮筋方向时，所取两点的间距尽量大些
C．改用两根橡皮筋实验时，两橡皮筋的夹角尽量小些
D．改用两根橡皮筋实验时，两橡皮筋的夹角尽量大些
(2)该同学用 l1表示合力的大小，用 l2、 l3 分别表示两个分力大小，并根据记录的各个力的方向作图，
（填“能”或“不能”）得出“合力与分力的关系满足平行四边形定则”的结论；
(3)若在步骤 b 中a + b < 90°，保持 O 点的位置不变，将 N 点沿顺时针方向缓慢转到水平方向，M 点可在
OM 连接上移动，则橡皮筋 OM 的作用力 ；ON 的作用力 。（均选填“一直增大”“一直减小”“先减
小后增大”或“先增大后减小”）
考向 2 实验器材的创新
7．某物理兴趣小组用如图所示的装置做“验证力的合成的平行四边形定则”实验。用大头钉在竖直放置的木
板上固定一张白纸，在 P 点固定一光滑定滑轮。将三段适当长的轻绳系于一固定结点 O，在其中的两段绳
子分别挂上如图所示的钩码（每个钩码的质量均相等），一段绳子用弹簧测力计钩住。某次实验时，用手
拉着弹簧测力计使 OP 间的绳沿水平方向，稳定后记下此时弹簧测力计的读数和方向，再在白纸上画出相关
力的图示，可以改变钩码个数，重复以上步骤多测几次，从而验证力的合成的平行四边形定则。
（1）某次实验时，两段绳子分别挂上了如图所示数量的钩码，按上述实验方法调整稳定后，此时弹簧测力
计的示数为 N 。
（2）若保持图中钩码的个数不变，将弹簧测力计拉着绳结使 O 点缓慢下移一小段距离，则弹簧测力计的读
数 （填选项前的字母）。
A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变小后变大 D．先变大后变小
（3）在实验过程中，下列操作必需的是 （填选项前的字母）。
A．改变钩码多次重复实验时，结点 O 的位置必须保持相同
B．OP 段绳必须保持水平状态
C．弹簧测力计拉绳的方向必须与木板平行，且不能与木板接触
D．每次实验时必须同时记录三条绳上拉力的大小、方向及结点 O 的位置
8．利用如图所示的装置可以探究合力与分力的关系：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮 A 和 B，
将绳子打一个结点 O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子 OA、OB、
OC 拉力的大小分别为 F1、F2和 F3，回答下列问题：
（1）改变钩码个数，实验能完成的是 。
A．钩码的个数 N1=N2=2，N3=5
B．钩码的个数 N1=N2=3，N3=4
C．钩码的个数 N1=N2=N3=4
D．钩码的个数 N1=4，N2=5，N3=5
（2）在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是 。
A．标记结点 O 的位置，并记录 OA、OB、OC 三段绳子的方向
B．量出 OA、OB、OC 三段绳子的长度
C．用量角器量出三根绳子之间的夹角
D．用天平测出钩码的质量
（3）在作图时，某组同学以表示 F1、F2的线段为邻边做平行四边形得到 F 合，并在图中画出表示竖直方向
的虚线，你认为图中图 是正确的。（填“甲”或“乙”）专题 11 探究两个互成角度的力的合成规律
目录
考点一 教材原型实验................................................................................................................................................1
考向 1 实验原理与操作 .....................................................................................................................................2
考向 2 数据处理与误差分析 .............................................................................................................................4
考点二 创新实验方案................................................................................................................................................6
考向 1 实验原理的创新 .....................................................................................................................................6
考向 2 实验器材的创新 .....................................................................................................................................9
考点一 教材原型实验
知识点　实验的基础知识
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。
考向 1 实验原理与操作
1．小明在探究“两个互成角度的力的合成规律”时，用到两根相同的橡皮筋、木板、白纸、笔、图钉、细线
和刻度尺。请帮助他完善以下步骤。
（1）如图甲所示，先把两根橡皮筋 a、b 和细绳 P 的一端连接，结点记为 O。
（2）用刻度尺测量橡皮筋 a 的原长，记为L0。
（3）如图乙所示，在木板上固定白纸，在白纸上的O1点固定橡皮筋 b 的上端，用手拉动橡皮筋 a 的自由端，
记录此时橡皮筋 a 的长度 L1和结点 O 的位置。
（4）如图丙所示，左手拉动橡皮筋 a 的自由端，右手拉动细线 P，使得 O 点两次位置重合，记录此时橡皮
筋 a 的长度 L2和 。
（5）把橡皮筋 a 和细线 P 互换位置再拉动，使 O 点位置再次重合且拉动方向均 （填“一定不变”
或“可以改变”），还需记录 。
（6）根据胡克定律可知，橡皮筋 a 的弹力大小和形变是成正比，以形变量的大小作为弹力F、F1及F2 ，根
据记录的信息作出平行四边形，比较对角线F 与 F 的大小和方向是否大致相同，从而判断两个互成角度的
力的合成是否遵循平行四边形定则。
【答案】 Oa 与 OP 的方向 O 点位置再次重合且拉动方向均不变 橡皮筋 a 的长度 L3
【详解】（4）[1]实验时要记录力的大小和方向，力的大小可以通过橡皮筋的形变量获得，力的方向可以沿
橡皮筋作直线获得，即需要记录此时橡皮筋 a 的长度 L2和 Oa 与 OP 的方向，故填 Oa 与 OP 的方向；
（5）[2][3]把橡皮筋 a 和细线 P 互换位置再拉动，需要使两次力的作用效果相同，故需要再次使 O 点位置
重合且拉动方向均不变，需要记录橡皮筋 a 的长度 L3 ，故填 O 点位置再次重合且拉动方向均不变，橡皮筋 a
的长度 L3 。
2．在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，如图甲所示，橡皮条的一端固定，一端挂一轻质小圆
环，橡皮条的长度为GE 。用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。圆环受到拉力F1、F2 的共同作用，处
于O点，如图乙所示，橡皮条伸长的长度为EO，撒去F1、F2 ，改用一个力F 单独拉住小圆环，如图丙所
示，使小圆环仍处于O点。
(1)关于该实验，下列说法正确的有_____（填标号）；
A．不需要记录甲图中E 点的位置
B．重复实验再次进行探究时，圆环O的位置必须与前一次相同
C．应在细绳上用笔尖记录间距较近的两点来确定细绳的方向
D．在不超过橡皮筋弹性限度时，弹簧测力计示数要适当大些
(2)在图丙中，弹簧测力计的示数如图所示，则读数F = N；
(3)若图乙中两弹簧测力计的读数分别为F1 = 3.00N 、F2 = 4.00N ，且F1、F2 的夹角为锐角，则 （填
“能”或“不能”）用一个量程为5N 的弹簧测力计测出F1、F2 的合力。
【答案】(1)AD(2) 3.70 (3)不能
【详解】（1）A．橡皮条的长度为GE ，实验要的是橡皮条伸长的长度，因此不需要记录图甲中E 点的位置，
故 A 正确；
B．重复实验再次进行探究时，避免实验具有偶然性和特殊性，圆环O的位置应与前一次不同，故 B 错误；
C．应在细绳上用笔尖记录间距较远的两点来确定细绳的方向，以减小实验误差，故 C 错误；
D．弹簧测力计示数适当大些可减小实验误差，故 D 正确。故选 AD。
（2）弹簧测力计的精确度是0.1N，读数为F = 3.70N
（3）若图乙中两弹簧测力计的读数分别为F1 = 3.00N ，F2 = 4.00N ，若两个力的夹角为90o，则有这两个力
的合力大小为F 2合 = F1 + F
2 = 5.00N 若F1、F2 2 的夹角为锐角，可知F1、F2 的合力大小要大于5.00N ，因此
不能用一个量程为5N 的弹簧测力计测出F1、F2 的合力。
考向 2 数据处理与误差分析
3．某同学在水平桌面上做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示，其中 A 为固定橡皮
条的图钉，O 为橡皮条与细绳的结点，OB 与 OC 为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)有关该实验，下列说法正确的是_______
A．两根细绳的长度必须相等
B．实验时要让弹簧测力计与木板平面平行
C．用两个弹簧测力计同时拉细绳时，两个弹簧测力计的示数必须相等
D．用两个弹簧测力计同时拉细绳和用一个弹簧测力计拉细绳时必须将结点拉到同一位置
(2)如果没有操作失误，图乙中的 F 与F 两力中，方向一定沿 AO 方向的是 。
(3)在该实验中，如果将 OB 与 OC 细绳换成橡皮条，对实验结果 影响。（选填“有”或“没有”）
【答案】(1)BD(2) F (3)没有
【详解】（1）A．实验时，为减小实验误差，两根细绳应适当长些，方向好定位，可长度不必相等，A 错误；
B．实验时，为减小实验误差，要让弹簧测力计与木板平面平行，B 正确；
C．为减小实验误差和方便实验数据的处理，用两个弹簧测力计同时拉细绳时，两细绳的夹角应适当大些，
可两个弹簧测力计的示数不必相等，C 错误；
D．为保证力的作用效果相同，因此用两个弹簧测力计同时拉细绳和用一个弹簧测力计拉细绳时必须将结点
拉到同一位置，D 正确。故选 BD。
（2）合力的实测值与橡皮条伸长方向在同一直线上，由图乙所示可知，F 是两力合力的理论值，F 是合力
的实测值，因此方向一定沿 AO 方向。
（3）该实验中的细绳套，其作用是挂弹簧测力计挂钩、确定拉力方向的，因此在该实验中，如果将 OB 与
OC 细绳换成橡皮条，对实验结果没有影响。
4．在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，先用一个弹簧测力计拉
橡皮条的另一端到某一点并记下该点的位置 O；再将橡皮条的另一端系两根细绳，细绳的另一端都有绳套，
用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条。
(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项：
A．两根细绳必须等长
B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行
D．拉橡皮筋的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些
E．在用两个弹簧测力计同时拉细绳时，必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧测力计拉时记下的位置 O；
其中正确的是 （填入相应的字母）
(2)实验情况如图甲所示，其中 A 为固定橡皮条的图钉，O 为橡皮条与细绳的结点，OB 和 OC 为细绳。图乙
是在白纸上根据实验结果画出的图。则图乙中的 F 与F 两力中，方向一定沿 AO 方向的是 。
(3)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
【答案】(1)CDE(2) F (3)B
【详解】（1）A．两根细绳不一定必须等长，选项 A 错误；
B．橡皮条不一定要与两绳夹角的平分线在同一直线上，选项 B 错误；
C．在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行，选项 C 正确；
D．拉橡皮筋的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些，可以减小记录拉力方向时产生的误
差，选项 D 正确；
E．在用两个弹簧测力计同时拉细绳时，必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧测力计拉时记下的位置 O，
以保证等效性，选项 E 正确。
故选 CDE。
（2）图中的 F 是两个分力的合力的理论值；F＇是两个分力的合力的实验值，则方向一定沿 AO 方向的是
F＇；
（3）本实验采用的科学方法是等效替代法，故选 B。
考点二 创新实验方案
知识点　实验方案的改进
1. 实验原理的创新
创新意图：
（1）橡皮筋拉力→物体重力：合力的大小和方向恒定
（2）分力任意角度→某一分力水平：该分力的方向恒定
2.实验器材的创新
考向 1 实验原理的创新
5．某实验小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。
(1)本实验采用的实验方法是__________。
A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想模型法
(2)实验时，下列不正确的是__________。
A．实验前需对弹簧测力计校零 B．实验时两个拉力的大小能相等
C．实验时应保持细绳与长木板平行 D．进行多次操作时每次都应使结点拉到 O 点
(3)实验结果如图甲所示。在F1、F2 、F、F 四个力中，不是由弹簧测力计直接测得的力为 。
A．F1 B．F2 C．F D．F
(4)若用如图乙所示的装置来做实验，OB 处于水平方向，与 OA 夹角为120°，则 （填“OA”、“OB”
或“OC”）的力最大。现保持弹簧测力计 A 和 B 细线的夹角不变，使弹簧测力计 A 和 B 均逆时针缓慢转动至
弹簧测力计 A 竖直。在此过程中，弹簧测力计 A 的示数 。（填“不断减小”、“不断增大”、“先减小
后增大”或“先增大后减小”）
【答案】(1)B(2)D(3)C(4) OA 不断减小
【详解】（1）该实验过程，其合力与分力的作用效果，所以本实验采用的科学方法是等效替代法。
故选 B。
（2）A．实验前需对弹簧测力计校零，故 A 正确，不满足题意要求；
B．实验时两个拉力的大小能相等，也可以不相等，故 B 正确，不满足题意要求；
C．为了减小误差，实验时应保持细绳与长木板平行，故 C 正确，不满足题意要求；
D．每次实验时，两个力拉和一个力拉需拉到结点 O 的位置，但是不同次实验，O 的位置可以改变，故 D 错
误，满足题意要求。
故选 D。
（3）F1、F2 、F ，都是弹簧测力计测量得到，F 是通过作图得到的。故选 C。
（4）[1]以 O 为对象，OB 与 OC 垂直，根据平行四边形可知 OA 为斜边，则 OA 的力最大。
[2]当弹簧测力计 A 和 B 均逆时针缓慢转动至弹簧测力计 A 竖直的过程中，两弹簧细线夹角保持不变，由正
mg F
弦定理可得 = A BOC 为锐角且不断减小，可得弹簧测力计 A 的拉力F 不断减小。
sin AOB sin BOC A
6．某同学为探究两个互成角度的力的合成规律，设计了一个实验，步骤如下：
a. 将一块木板竖直固定，在木板上钉上白纸，用一条橡皮筋悬挂重物，重物静止时，记录下拴结点 O 和橡
皮筋的总长度 l1及橡皮筋的方向；
b. 改用两条完全相同的橡皮筋 OM、ON 拴接同一重物，调整两橡皮筋的夹角，使拴接点停在 O 点处，记
录下两根橡皮筋的方向及总长度的分别为 l2、 l3 ，橡皮筋与竖直方向的夹角分别表示为a 、b ，如图所示；
c. 更换白纸，重复实验，取完成较好一组数据的作图。
以上实验过程橡皮筋始终在弹性限度范围内，且橡皮筋的原长为 l0 。回答下列问题：
(1)为了减小实验误差，下列说法正确的是______；
A．描点记录橡皮筋方向时，所取两点的间距尽量小些
B．描点记录橡皮筋方向时，所取两点的间距尽量大些
C．改用两根橡皮筋实验时，两橡皮筋的夹角尽量小些
D．改用两根橡皮筋实验时，两橡皮筋的夹角尽量大些
(2)该同学用 l1表示合力的大小，用 l2、 l3 分别表示两个分力大小，并根据记录的各个力的方向作图，
（填“能”或“不能”）得出“合力与分力的关系满足平行四边形定则”的结论；
(3)若在步骤 b 中a + b < 90°，保持 O 点的位置不变，将 N 点沿顺时针方向缓慢转到水平方向，M 点可在
OM 连接上移动，则橡皮筋 OM 的作用力 ；ON 的作用力 。（均选填“一直增大”“一直减小”“先减
小后增大”或“先增大后减小”）
【答案】(1)B(2)不能(3) 一直增大 先减小后增大
【详解】（1）为了减小实验误差，描点记录橡皮筋方向时，所取两点的间距尽量大些；改用两根橡皮筋实
验时，两橡皮筋的夹角不能太小也不能太大，适当就好。故选 B。
（2）根据胡克定律可得橡皮筋的弹力大小为 F = k(l - l0 )可知弹力大小跟橡皮筋的伸长量成正比，与橡皮筋
的长度不成正比，所以不能用橡皮筋的长度表示力的大小，即用 l1表示合力的大小，用 l2、 l3 分别表示两个
分力大小，并根据记录的各个力的方向作图，不能得出“合力与分力的关系满足平行四边形定则”的结论。
（3）[1][2]若在步骤 b 中a + b < 90°，保持 O 点的位置不变，将 N 点沿顺时针方向缓慢转到水平方向，M
点可在 OM 连接上移动，以 O 点为对象，受力如图所示
由图可知，橡皮筋 OM 的作用力一直增大；ON 的作用力先减小后增大。
考向 2 实验器材的创新
7．某物理兴趣小组用如图所示的装置做“验证力的合成的平行四边形定则”实验。用大头钉在竖直放置的木
板上固定一张白纸，在 P 点固定一光滑定滑轮。将三段适当长的轻绳系于一固定结点 O，在其中的两段绳
子分别挂上如图所示的钩码（每个钩码的质量均相等），一段绳子用弹簧测力计钩住。某次实验时，用手
拉着弹簧测力计使 OP 间的绳沿水平方向，稳定后记下此时弹簧测力计的读数和方向，再在白纸上画出相关
力的图示，可以改变钩码个数，重复以上步骤多测几次，从而验证力的合成的平行四边形定则。
（1）某次实验时，两段绳子分别挂上了如图所示数量的钩码，按上述实验方法调整稳定后，此时弹簧测力
计的示数为 N 。
（2）若保持图中钩码的个数不变，将弹簧测力计拉着绳结使 O 点缓慢下移一小段距离，则弹簧测力计的读
数 （填选项前的字母）。
A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变小后变大 D．先变大后变小
（3）在实验过程中，下列操作必需的是 （填选项前的字母）。
A．改变钩码多次重复实验时，结点 O 的位置必须保持相同
B．OP 段绳必须保持水平状态
C．弹簧测力计拉绳的方向必须与木板平行，且不能与木板接触
D．每次实验时必须同时记录三条绳上拉力的大小、方向及结点 O 的位置
【答案】 3.0 B CD/DC
【详解】（1）[1]该弹簧测力计的最小分度值是0.2 N，故读数为3.0N 。
（2）[2]对结点受力分析如图
弹簧测力计拉着绳结使 O 点缓慢下移一小段距离，4 个钩码的重力大小、方向不变，而 3 个钩码对绳的拉
力大小不变，方向变化，画辅助圆可知这个过程中弹簧测力计的读数逐渐变小，故选 B。
（3）[3]该实验过程中，改变钩码重复实验，不需保持 O 点始终处于同一位置，OP 段绳也不需一定水平，
为了验证结论，需记录力的大小、方向及 O 点位置，为了实验的准确性，细绳拉力必须平行木板，故 AB 错
误，CD 正确。故选 CD。
8．利用如图所示的装置可以探究合力与分力的关系：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮 A 和 B，
将绳子打一个结点 O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子 OA、OB、
OC 拉力的大小分别为 F1、F2和 F3，回答下列问题：
（1）改变钩码个数，实验能完成的是 。
A．钩码的个数 N1=N2=2，N3=5
B．钩码的个数 N1=N2=3，N3=4
C．钩码的个数 N1=N2=N3=4
D．钩码的个数 N1=4，N2=5，N3=5
（2）在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是 。
A．标记结点 O 的位置，并记录 OA、OB、OC 三段绳子的方向
B．量出 OA、OB、OC 三段绳子的长度
C．用量角器量出三根绳子之间的夹角
D．用天平测出钩码的质量
（3）在作图时，某组同学以表示 F1、F2的线段为邻边做平行四边形得到 F 合，并在图中画出表示竖直方向
的虚线，你认为图中图 是正确的。（填“甲”或“乙”）
【答案】 BCD/BDC/CBD/CDB/DBC/DCB A 甲
【详解】（1）[1]对 O 点受力分析
OA、OB、OC 分别表示三个力的大小，由于三共点力处于平衡，所以 OC 等于 OD。因此三个力的大小构成
一个三角形。
A．以钩码的个数表示力的大小，由于两边之和小于第三边，则不能构成三角形，故 A 错误；
B．以钩码的个数表示力的大小，则三力为边构成等腰三角形，故 B 正确；
C．以钩码的个数表示力的大小，则三力为边构成等边三角形，故 C 正确；
D．以钩码的个数表示力的大小，满足两边之和大于第三边，两边之差小于第三边，故可以构成三角形，故 D
正确。故选 BCD。
（2）[2]A．为了确定三个力的作用点与方向，实验时需要标记结点 O 的位置，并记录 OA、OB、OC 三段
绳子的方向，故 A 正确；
B．实验中只需根据绳所处位置确定力的方向，不需要量出 OA、OB、OC 三段绳子的长度，故 B 错误；
C．实验中作出三个力的图示，根据平行四边形定则作出其中两个力的合力，将该合力与第三个力进行对比，
不需要用量角器量出三段绳子之间的夹角，故 C 错误；
D．由于实验中每个钩码的质量相等，则钩码的个数能够间接表示力的大小，可知实验中不需要用天平测出
钩码的质量，故 D 错误。故选 A。
（3）[3]本实验是要验证力的平行四边形定则，故应将由平行四边形定则得出的合力，与真实的合力进行比
较而去判断平行四边形定则得出的结果是否正确，在实验中，实际合力一定与 AO 在同一直线上，由于误差
的存在，根据平行四边形定则得出合力理论值与实验值不会完全重合的，故甲图正确。

展开更多......

收起↑