2026高考物理复习习题 05 实验三　探究两个互成角度的力的合成规律 【答案】作业答案.docxVIP

实验三探究两个互成角度的力的合成规律

1.(1)等效替代(2)D(3)BC

[解析](1)在实验操作中,力F单独作用时与力F1、F2共同作用时都使小圆环在O点保持静止,这样做的目的是力F单独作用时与力F1、F2共同作用时对橡皮条的作用效果相同,体现了等效替代的物理思想.

(2)图乙中,F1与F2的方向不一定要相互垂直,夹角在60°~100°范围内为宜,故A错误;对于同一次探究过程,圆环的位置必须与前一次相同,但重复实验再次进行探究时,圆环的位置不一定要与前一次相同,故B错误;本实验中为了减小力的相对测量误差,应使两弹簧测力计的示数适当大些,但对两弹簧测力计示数之差没有要求,故C错误;记录F1与F2方向时,记录点与O点离得远一些有利于减小误差,故D正确.

(3)由图可知F1=42N,故A错误;根据平行四边形定则作出F的图示如图所示,可知F=6×2N=12N,故B正确;由图可知F水平向右,所以θ1=arctan44=45°,故C正确;根据正弦定理可知F2sinθ1=F1sinθ2,所以θ

2.(1)等效替代法(2)BD(3)AD(4)在误差允许的范围内,F和FC等大反向

[解析](1)该实验采用的科学方法是等效替代法.

(2)本实验中,探究的是A、B水瓶的拉力的合力与C瓶拉力的关系,所以选用粗糙的细线不会减小实验误差,故A不符合题意;为了确定FA、FB、FC的方向,记录细线方向时两点的距离远一点,故B符合题意;为了减小实验误差,夹角∠POQ适当即可,不宜太大或太小,故C不符合题意;为了减小实验误差,作力的图示时,选用的标度适当地小一点,故D符合题意.

(3)如图甲所示,可知缓慢增大FB,要保持细线OP方向不变,则保持FC不变,缓慢减小FA,故A正确,B错误;如图乙所示,可知缓慢增大FB,要保持细线OP方向不变,可保持FA不变,缓慢增大FC,故C错误,D正确.

甲

乙

(4)若在误差允许的范围内,F和FC等大反向,则两个互成角度的力的合成满足平行四边形定则.

3.(1)C(2)AC

[解析](1)合力与分力是等效替代的关系,所以本实验采用的是等效替代法,故C正确,B错误;矿泉水的质量越小,则力的图示越不容易画,误差越大,故A错误;两根细绳套间的夹角应适当,当夹角很大时,分力也很大,不利于分力的测量,误差也大,故D错误.

(2)绳套长度偏短时,可能导致标注方向的误差,A正确;两绳套的长度可以不相同,并不影响实验结果,B错误:两绳套的方向与黑板不平行时,所测分力不在纸面内,可能导致分力方向标注的错误,C正确;力传感器外壳与黑板有接触时,对分力大小的测量没有影响,D错误.

4.(1)6.90(2)BC(3)7.00大小相等,方向相同(4)D

[解析](1)由弹簧测力计的示数知,重物的重力为6.90N.

(2)用两个弹簧测力计拉细绳时,两细绳间的夹角不能太大,有可能会超过弹簧测力计的量程,同时不便于作图,A错误;为了减小力的测量误差,两弹簧测力计的拉力方向应沿弹簧测力计轴线方向,实验过程中使弹簧测力计、细绳都与木板平行,B、C正确;实验中除了需要记录弹簧测力计的示数和细绳的方向,还需要确定结点的位置,D错误.

(3)根据平行四边形定则,作出合力的图示,如图所示,得其合力的理论值为7.00N.实验结果表明,合力的理论值和真实值在误差允许范围内大小相等,方向相同,力的平行四边形定则得到验证.

(4)a的弹力、b的弹力以及合力F构成力的三角形,如图,现将弹簧测力计b沿逆时针方向缓慢转动,而合力F保持不变,显然弹簧测力计b的读数先减小后增大,故选D.

5.(1)C(2)C(3)sinαsinβ

[解析](1)本实验中桌面形状不影响实验结果,故A错误;需要验证任意角度情况下均遵循平行四边形定则,不必保证∠P2OP3为直角,故B错误;实验中,若桌面不水平,三个拉力的大小和它们之间的夹角不会改变,因此不会影响实验结果,故C正确;只要能验证平行四边形定则即可,无需要求三条绳的结点O位于桌面的几何中心位置,故D错误.

(2)改变滑轮P2、P3的位置和相应绳上钩码的数量进行第二次实验,绳的结点可以移动,故A错误;需要验证任意角度任意大小的力在合成时均遵循平行四边形定则,所以无需使得绳OP1所挂重物的重力最大,故B错误;将细绳更换成橡皮筋只要拉力测量准确就不会影响实验结果,故C正确;作三个拉力图示的时候必须采用相同的标度,故D错误.

(3)由正弦定理可得F3F2=sinαsinβ,在OP3绳沿着顺时针缓慢转过90°的过程中,