3.4.2 实验：探究两个互成角度的力的合成规律 -2022-2023学年高一物理精讲精练（2019人教版必修第一册）（解析版）

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3.4.2 实验：探究两个互成角度的力的合成规律

考点精讲

考点 1：对实验原理及实验操作的考查

一、实验原理和方法

1．合力 F′的确定：一个力 F′的作用效果与两个共点力 F1与F2共同作用的效果都是把橡皮条拉伸到某

点，则 F′为F1和F2的合力。

2．合力理论值 F的确定：根据平行四边形定则作出 F1和F2的合力 F的图示。

3．平行四边形定则的验证：在实验误差允许的范围内，比较 F′和F是否大小相等，方向相同。

二、实验器材

方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(若干)、铅笔。

三、实验步骤

1．仪器的安装：用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。用图钉把橡皮条的一端固定在 A点，橡

皮条的另一端拴上两个细绳套，如图所示。

2．操作与记录

（1）两力拉：用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点

到达某一位置 O(如图所示)。用铅笔描下结点

的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数。

（2）一力拉：只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置 O，记下弹簧

测力计的读数和细绳套的方向。

（3）改变两弹簧测力计拉力的大小和方向，再重做两次实验。

【例 1】(2020－2021 学年江苏省南京师大附中高一(上)期中)某同学进行“验证力的平行四边形定则”

实验，试完成主要步骤：

（1）如图甲，将木板水平放好，用两只弹簧测力计 B、C分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使

橡皮条伸长，记下结点的位置 O点、两弹簧测力计的读数 F1=4.00N 和F2=5.40N 以及________。

（2）用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条与细绳套的结点拉到_________，记下弹簧测力计的示数

F(如图乙所示)=_______N，记下细绳套的方向。

（3）图丙中记录了 F1、F2、F的方向，请选定合适的标度，以 O为作用点，画出力 F1、F2的图示，

然后按平行四边形定则画出它们的合力 F合，_________并量出 F合=_________N；

（4）比较 F与F合的一致程度，若有较大差异，对其原因进行分析，并作出相应的改进后再次进行实

验。

（5）关于该实验的注意事项，下列说法中正确的是( )

A．对弹簧测力计调零时应将测力计竖直放置

B．F1、F2弹簧测力计的示数最好接近满量程

C．弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行

D．每次实验中两个分力间的夹角必须大于 90°

【解析】 (1)[1]实验需要记下结点的位置 O点、两弹簧测力计的读数 F1=4.00N 和F2=5.40N 以及两细

绳套的方向。

(2)[2]为使拉力作用效果相同，用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条与细绳套的结点拉到 O点。

[3]弹簧测力计的示数

(3)[4]以5mm 表示 1N，做出两拉力的图示，然后由平行四边形定则做出两拉力的合力如图所示

[5]用刻度尺测出表示合力的线段长度为为 21.5mm，

合力大小

(4)[6]A．应木板水平方向，用弹簧测力计在水平方向拉橡皮条，应在水平方向对弹簧测力计调零， A

错误；

B．F1、F2弹簧测力计的示数应适当大些，但不能接近满量程，如果接近满量程，合力可能大于弹簧

测力计的量程，用一个弹簧测力计拉橡皮条时会超出其量程，损坏弹簧测力计，B错误；

C．为减小实验误差，弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行，C正确；

D．每次实验中两个分力间的夹角应适当大些，但不一定必须大于 90°，D错误。

故选 C。

【答案】(1)两细绳套的方向(2)O点(3)3.90

(4) (5)4.30(6)C

考点 2：对实验过程及数据处理的考查

一、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为邻边用刻度尺作平行四边形，过 O点画平行四边形的对角线，此对角线即为

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