第2章　实验3　探究两个互成角度的力的合成规律-【南方凤凰台】2024高考物理（基础版）一轮复习导学案+江苏（新教材新高考）配套精练课件PPT

这是一份第2章　实验3　探究两个互成角度的力的合成规律-【南方凤凰台】2024高考物理（基础版）一轮复习导学案+江苏（新教材新高考）配套精练课件PPT，共21页。PPT课件主要包含了等效替代，图见解析，方案A等内容，欢迎下载使用。
1. 某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”．如图甲所示，用两个弹簧测力计一起拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点；如图乙，改用一个弹簧测力计拉橡皮条，也使橡皮条伸长到O点．实验时，分别读出弹簧测力计的示数，并在贴于木板的白纸上记录O点的位置及拉线的方向．
(1) 下列实验要求中正确的是________．A. 弹簧测力计应在使用前校零B. 实验时，橡皮条可以尽可能伸长C. 拉力方向应与木板平面平行D. 记录拉线方向时，所描的两点可尽量靠近
(2) 实验记录纸如图丙所示，O点为橡皮条被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点，两个力的大小分别为F1＝1.5 N、F2＝2.0 N，请选择合适的标度作图，求出F1和F2合力F，F的大小为________N.
(3) 若弹簧测力计A和B间的夹角大于90°，保持O点位置不变．弹簧测力计A与橡皮条PO间夹角(∠POA)不变，减小弹簧测力计B与橡皮条PO间夹角(∠POB)，则弹簧测力计A的读数________，弹簧测力计B的读数________．(填“变大”“变小”“先变大，后变小”“先变小，后变大”或“不变”)
【解析】(1) 弹簧测力计测弹力的大小，所以在使用之前应校零，故A正确；在实验中，橡皮条必须在弹性限度内，而不是尽量拉长，故B错误；测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验中因摩擦造成的误差，操作中要求弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，故C正确；为了更加准确地记录力的方向，拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故D错误．(2) 以F1、F2为邻边作平行四边形，每小段表示0.5 N，结果如图所示，合力F＝2.5 N.
(3) 由图可知A的读数变大，B的读数变大．
2. (2023·天一中学)某兴趣小组通过实验验证“力的平行四边形定则”．O点为橡皮条被拉伸后伸长到的位置，两个弹簧测力计拉橡皮条时，拉力F1和F2的方向分别为P1和P2点，一个弹簧测力计拉橡皮条时，拉力F3的方向过P3点，实验测得F1＝3.18 N、F2＝2.90 N.(1) 在操作过程中，下列说法中正确的是________．A. 应测量F1和F2间的夹角B. 弹簧测力计的拉力方向应与木板平行C. 两弹簧测力计拉橡皮条时，两个拉力方向应互相垂直D. 拉橡皮条的细绳要短些，标记同一细绳方向的两点要近些
(2) 请用刻度尺上0.5 cm的长度作为1 N的标度，在图中作出两个分力F1和F2的合力F合(保留作图痕迹)，并求其大小为_________________N.(3) 某同学发现表示F合的线段并不过P3点，上述实验误差产生的原因可能是：_____________________________________________________.(4) 实验中F1与F2的夹角为θ(θ>90°)，保持F1的方向不变，增大θ角，为保证O点不变，F2应该________(填“变大”“变小”或“不变”)．
4.00～4.40皆可
力的测量有误差，作图不准确(力的方向记录不准确)
【解析】(1) 实验时不需要测量夹角大小，也不要求拉成特殊角度，A、C错误；为了能在白纸上画出力的图示，拉力方向应与木板平行，B正确；拉橡皮条的细绳要长一些，标记同一细绳方向的两点要远些，D错误．(2) 画出力的图示和相应平行四边形，量出所夹对角线的长度，合力大小大约为4.20 N.(3) 根据平行四边形作出的对角线与OP3方向不完全重合，可能是由于力的测量有误差、作图不准确、力的方向记录不准确．(4) 根据θ>90°画出平行四边形，因为O点不变，所以合力不变，将F2逆时针旋转，画图可知F2一直在变大．
3. (2022·山东潍坊质检)某课外兴趣小组用图甲所示的装置进行“验证力的平行四边形定则”的实验，实验中使用的每个钩码的质量均相同. 先用两组钩码(一组4个钩码，一组3个钩码)拉弹簧使其伸长至某个位置O′，并记录；然后再用一根细线牵引一组钩码拉弹簧．
(1) 本实验采用的物理方法是______________法，完成该实验最关键的步骤是________________________________．(2) 当再用一根细线牵引一组钩码拉弹簧时，所需的钩码一定不会超过________个．(3) 某同学在坐标纸上画出了图乙所示的两个已知力F1和F2，图中小正方形的边长表示3N，则两力的合力F＝________N，F1与F的夹角θ＝________.
第二次也要把弹簧拉到O′处
【解析】(1) 合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的物理方法是等效替代法；完成该实验最关键的步骤是第二次也要把弹簧拉到O′处．(2) 由题图可知，若两组钩码沿同一方向拉弹簧时合力最大，即7个钩码的重力，所以当再用一根细线牵引一组钩码拉弹簧时，无论之前两组钩码如何放置，这时所需的钩码一定不会超过7个．(3) 根据力的平行四边形定则，作出两个力的合力如图所示，从图中可以知道，合力F＝18 N，根据几何关系知F1与F的夹角θ＝45°.
4. 某兴趣小组在做“验证力的平行四边形定则”实验，手边的器材有：一根轻弹簧、一个校准过的弹簧测力计、刻度尺、装有水的矿泉水瓶、木板、白纸等，步骤如下：(1) 将轻弹簧上端固定，用弹簧测力计向下缓慢拉动轻弹簧下端，记录弹簧测力计的读数F以及对应的轻弹簧长度L，如下表：
(2) 根据表中数据，在图甲中作出F－L图像，求得轻弹簧的劲度系数为______N/m. (保留三位有效数字)
(3) 将一张白纸贴在竖直放置的木板上，如图乙所示，用轻弹簧和弹簧测力计共同提起矿泉水瓶并保持静止，在白纸上记下结点位置O，记录弹簧测力计的拉力F1＝1.70 N和方向OA.(4) 测量出轻弹簧的长度L1＝13.69 cm，记录轻弹簧的拉力F2的方向OB.(5) 只用弹簧测力计提起矿泉水瓶并保持静止，使结点仍然在O点，记录此时弹簧测力计的读数F＝2.00 N和方向OC.
(6) 实验记录纸如图丙所示，请在图丙中用0.5 cm 长的线段表示0.5 N的力，以O点为作用点，画出F、F1、F2的图示．
(7) 为了验证力的平行四边形定则，同学们提出以下两种不同方案：方案A：以F1、F2为邻边，按平行四边形定则画出F1、F2的合力F′，比较F和F′的一致程度．方案B：用虚线把F的箭头末端分别与F1、F2的箭头末端连起来，比较连线与F1、F2组成的四边形与标准的平行四边形的一致程度．你认为哪种方案更可行？________.理由是________________________________ _______________________________________________________________________.
因为方案A便于操作，依据平行四边形定则作得的合力与实际值相比，线的长短和方向差别更加直观
(6) 轻弹簧的拉力F2＝k(L1－L0)＝125×1.19×10－2N≈1.50 N，注意作图的规范性．(7) 方案A更可行，因为方案A便于操作，依据平行四边形作得的合力与实际相比，线的长短和方向差别更加直观．