實驗三探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律原理裝置圖操作要求互成角度的兩個力與一個力產(chǎn)生相同的效果1.等效:同一次實驗中兩次把橡皮條拉長后的結(jié)點O位置必須保持不變。2.拉力:沿彈簧測力計軸線方向拉彈簧測力計，橡皮條、彈簧測力計和細(xì)繩套與紙面平行，兩分力F1、F2的夾角不要太大或太小。3.記錄:記下每次各力的大小和方向，標(biāo)記方向的兩點盡量遠(yuǎn)些。1.用鉛筆和刻度尺從結(jié)點O沿兩條細(xì)線方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊作平行四邊形，過O點畫平行四邊形的對角線，此對角線即為合力F'的圖示。2.用刻度尺從O點按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出拉力F的圖示。考點一教材原型實驗例1[2024·海南卷,14(2)]為驗證兩個互成角度的力的合成規(guī)律,某組同學(xué)用兩個彈簧測力計、橡皮條、輕質(zhì)小圓環(huán)、木板、刻度尺、白紙、鉛筆、細(xì)線和圖釘?shù)绕鞑?按照如下實驗步驟完成實驗。(Ⅰ)用圖釘將白紙固定在水平木板上;(Ⅱ)如圖(d)、(e)所示,橡皮條的一端固定在木板上的G點,另一端連接輕質(zhì)小圓環(huán),將兩細(xì)線系在小圓環(huán)上,細(xì)線另一端系在彈簧測力計上,用兩個彈簧測力計共同拉動小圓環(huán)到某位置,并標(biāo)記圓環(huán)的圓心位置為O點,拉力F1和F2的方向分別過P1和P2點,大小分別為F1＝3.60N、F2＝2.90N;改用一個彈簧測力計拉動小圓環(huán),使其圓心到O點,在拉力F的方向上標(biāo)記P3點,拉力的大小為F＝5.60N,請完成下列問題:①在圖(e)中按照給定的標(biāo)度畫出F1、F2和F的圖示,然后按平行四邊形定則畫出F1、F2的合力F'。②比較F和F',寫出可能產(chǎn)生誤差的兩點原因:___________________。

跟蹤訓(xùn)練1.(2025·浙江金華模擬)在做“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”實驗時(1)在水平放置的情況下對兩個彈簧測力計進(jìn)行校零,對拉時示數(shù)相等,然后在豎直平面內(nèi)進(jìn)行實驗,如圖(a),則拉力的測量值(選填“偏大”或“偏小”)。

(2)在水平桌面上做實驗時,如圖(b),先用兩個彈簧測力計把橡皮筋拉到一定長度,記下,同時記下F1、F2的大小和方向。再用一個彈簧測力計拉橡皮筋,把結(jié)點拉到O點時,彈簧測力計的示數(shù)如圖(c)所示,讀數(shù)為N。

(3)以下操作有利于提高本實驗精度的是(單選)。

A.記錄細(xì)線方向時兩點的距離遠(yuǎn)一點B.F1與F2的夾角盡可能大一些C.作力的圖示時,選用的標(biāo)度適當(dāng)?shù)男∫稽c(4)該興趣小組通過多次實驗得到多組實驗數(shù)據(jù),肯定有誤的是(多選)。

A.F1＝2.10N,F2＝1.90N,F＝2.90NB.F1＝2.10N,F2＝2.60N,F＝5.50NC.F1＝2.10N,F2＝3.80N,F＝1.10ND.F1＝2.10N,F2＝2.10N,F＝1.10N考點二創(chuàng)新拓展實驗常見創(chuàng)新實驗方案(1)分力的獲得:彈簧測力計的拉力→—(2)合力的獲得:彈簧測力計的拉力→力傳感器。例2(2025·福建漳州模擬)某小組為了探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律,設(shè)計了如圖甲所示的實驗。在一半圓形刻度盤上安裝兩個可以沿盤邊緣自由移動的拉力傳感器A、B,兩輕繩的一端分別系在A、B掛鉤上,另一端系成結(jié)點O。在O點掛上重G＝2.0N的鉤碼,使O位于刻度盤圓心,改變繩與豎直方向的夾角,分別記錄A、B的示數(shù)F1、F2及對應(yīng)刻度盤上的角度θ1、θ2。作出F1、F2和合力F的圖示,比較F與G是否等大反向,即可驗證力的平行四邊形定則。(1)下列操作中正確的是(填正確答案標(biāo)號)。

A.刻度盤必須豎直放置B.實驗中要保證角度θ1、θ2始終等大C.實驗中要保證結(jié)點O與刻度盤圓心始終重合(2)某次實驗測得F1＝1.0N、F2＝1.5N,θ1＝45°、θ2＝30°,圖乙中已畫出F1、F2的圖示及過O點的豎直線OP,請根據(jù)平行四邊形定則在圖乙中作出合力F的圖示。(3)A固定在刻度盤上某位置后,再將B從0°處的P位置順時針緩慢旋轉(zhuǎn)至90°處,則拉力傳感器A的示數(shù)(選填“變大”“變小”或“不變”)。

跟蹤訓(xùn)練2.(2025·山東泰安模擬)某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝置來探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律,已知兩根直桿在同一豎直面上,a桿豎直,b桿傾斜,一條不可伸長的輕繩兩端分別固定在桿上P、Q兩點,輕繩穿過光滑的輕質(zhì)動滑輪,動滑輪下端連接物塊A,在輕繩的左端連接力傳感器(力傳感器的重力忽略不計),重力加速度為g。實驗步驟如下:①用天平測出物塊A的質(zhì)量m;②測出輕繩的長度L,P、Q兩點間的水平距離D;③改變物塊A的質(zhì)量m,記錄力傳感器相應(yīng)的示數(shù)F。(1)在探究過程中,力傳感器的示數(shù)F與物塊A的質(zhì)量m滿足關(guān)系式(用題中給出的物理量表示)。

(2)若輕繩的P端不動,將Q端沿桿稍微向上移動,力傳感器的示數(shù)