《2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训》专题13 探究两个互成角度的力的合成规律（原卷版）
2023 届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训
专题 13 探究两个互成角度的力的合成规律
【特训典例】
1．两位同学一起做“研究共点力的合成”实验。
（1）实验采用的主要科学方法是( )
A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．模拟研究法
（2）他们的实验操作的部分步骤如下，老师指出①、②步骤中各有一处存在遗漏。
①一位同学直接取用图（a）的两个弹簧测力计分别钩住绳套，平行于图板互成角度地拉伸橡皮筋使结点
至P点（示意图如（b）），另一同学记录下 P点位置、两测力计对应拉力 F1、F2的大小和方向。
②再用一只弹簧测力计，通过一个细绳套拉伸橡皮筋使其伸长相同长度，记录测力计的示数 F′和细绳的
方向，并按同一标度作出 F′的图示。
请说明①步骤中遗漏的内容_________；②步骤中遗漏的内容_____。
（3）两同学怀疑实验中的橡皮筋会因多次拉伸而弹性发生变化，于是设计如下实验来探究：将钉有白纸
的图板竖直固定，橡皮筋上端固定于 O点，一个细绳套上挂一重物，用与白纸平行的水平力拉另一细绳套，
缓慢移动结点，在白纸上记录下结点的轨迹，如图（c）中“轨迹 1”所示。
把橡皮筋多次拉伸后，重复实验，在同一张纸上记录下结点的轨迹 2，如图（d）所示。过 O点作一条直线
与轨迹交于 a、b两点，则两次实验中橡皮筋分别被拉到 a、b时，橡皮筋拉力的方向_____（选填“相同”
或“不同”），由此推断拉力的大小 Fa____Fb（选填“>”、“<”或“=”）。
2．某实验小组用如图 1所示装置进行验证力的平行四边形定则的实验，其中 A为固定橡皮筋的图钉，O为
橡皮筋与细绳的结点，OB 和OC 为细绳。
（1）某次实验中两弹簧测力计拉力及两个拉力的合力 F的示意图如图 2所示，F′为一个弹簧测力计拉橡皮
筋时的拉力。如果没有操作失误则图 2中的 F与F′两方中，方向一定沿 AO 方向的是____________。
（2）关于实验操作，下列步聚中必要的是___________。
A．实验前要用力拉弹簧测力计挂钩，检查指针能否达到最大量程处
B．实验前要将两只弹簧测力计竖直互钩对拉，检查两弹簧测力计读数是否相同
C．两分力的夹角应取 90°较好，便于之后运算中采用勾股定理以验证平行四边形定则
D．拉力方向应与木板平面平行，且两个分力的值要适当大些
（3）同学接着进行了如图 3所示的实验，一竖直木板上固定白纸，白纸上附有角度刻度线，弹簧测力计 a
和b连接细线系于O点，其下端用细线挂一重物 Q，使结点 O静止在角度刻度线的圆心位置。分别读出弹
簧测力计 a和b的示数，并在白纸上记录拉线的方向。则图中弹簧测力计 a的示数为___________N；弹簧
测力计 a、b均绕 O点顺时针缓慢转动，且保持两弹簧测力计间的夹角不变，直到弹簧测力计 a方向水平为
止，此过程中弹簧测力计 a的示数会___________、弹簧测力计 b的示数会__________（填“变大”、“不
变”、“变小”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）。
3．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”，支架上有两根竖直杆，两支架后放置
一竖直平板，平板上贴有白纸，左侧杆上固定一拉力传感器 A，一根不可伸长的细绳一端连接拉力传感器，
另一端连接在右侧杆上的 B点，细绳长度大于两杆间距，不计轻小滑轮质量。实验步骤如下：
①用天平测出重物的质量m；
②将细绳绕过光滑的轻小滑轮，重物悬挂于滑轮下，使之处于静止状态；
③记下 B点位置、滑轮与细绳接触点O的位置，读出并记录拉力传感器的示数 ；
④改变B点在右侧杆的位置，使重物仍处于静止状态，记下滑轮与细绳接触点O的位置，读出并记录拉
力传感器的示数 ；
⑤多次改变B点在右侧杆的位置，重复②③步骤。
回答下列问题：
（1）在实验过程中，步骤③④所记录拉力传感器的示数 ___________ （填“>”“＜”或“=”）。
（2）作图时，下列图像可能正确的___________。
A．B．C．D．
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