2025年高中物理复习练习题含答案解析 实验三　探究两个互成角度的力的合成规律.pdfVIP

实验三探究两个互成角度的力的合成规律

1.“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图所示.

(1)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图所示.其中,细绳CO对O点的拉力大小为2.60

N.

(2)请将图中细绳CO和BO对O点两拉力的合力F画在图上.由图求出合力的大小F5.1

合合

N.

[解析]如图所示

(3)某同学对弹簧测力计中弹簧的劲度系数是多少很感兴趣,于是,他将刻度尺与弹簧测力计

平行放置,如图所示,利用读得的数据,他得出了弹簧的劲度系数.那么,该弹簧的劲度系数k

60(保留两位有效数字)N/m.

[解析](1)由题图可读出细绳CO对O点的拉力大小为2.60N.

(2)结合作图可求得合力大小为5.1N.

Δ

(3)弹簧测力计0刻度线对应5.0mm,2.60N对应48.0mm,由胡克定律Fkx解得k≈60N/m.

Δ

2.如图所示,某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解.A、B为两个相同的双向

力传感器,该型号传感器在受到拉力时读数为正,受到压力时读数为负.A连接质量不计的细绳,

可在固定的板上沿圆弧移动.B固定不动,通过光滑铰链连接长0.3m的杆.将细绳连接在杆右

端O点构成支架.保持杆在水平方向,按如下步骤操作:

①测量绳子与水平杆的夹角∠AOBθ;

②对两个传感器进行调零;

③用另一根绳在O点悬挂一个钩码,记录两个传感器的读数;

④取下钩码,移动传感器A改变θ角;

⑤重复上述实验步骤,得到数据见下表.

F/N1.0010.580…1.002…

1

F/N-0.868-0.291…0.865…

2

θ30°60°…150°…

(1)根据表格数据,A传感器对应的是表中力F(选填“F”或“F”),钩码质量为0.05kg(g

112

2

取10m/s,结果保留一位有效数字).

(2)本实验中在挂钩码之前,对传感器进行调零,对此操作说明正确的是C(填选项前的字

母).

A.因为事先忘记调零

B.何时调零对实验结果没有影响

C.为了消除横杆自身重力对结果的影响

D.可以完全消除实验的误差

[解析](1)A传感器中的力均为正值,故A传感器对应的是表中力F.平衡时,有mgFsinθ,当

11

θ30°时,有F1.001N,解得m0.05kg.

1

(2)在挂钩码之前,对传感器进行调零,是为了消除横杆自身重力对结果的影响,故C正确.

3.某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材探究两个互成角度的力的合成规律,设

计了如图所示的实验装置,固定在竖直木板上的量角器的直边水平,橡皮筋的一端固定于量角

器圆心O的正上方A处,另一端系绳套1和绳套2.主要实验步骤如下:

a.弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋,使橡皮筋的结点到达O处,记下弹簧测力计的

示数F;

b.弹簧测力计挂在绳套1上,手拉着绳套2,缓慢拉橡皮筋,使橡皮筋的结点到达O处,此时绳套

1沿0°方向,绳套2沿120°方向,记下弹簧测力计的示数F;

1

c.根据力的平行四边形定则计算出绳套1的拉力F1①(用力F表示);

d.比较