《2025年高考调研高考总复习讲义高中物理人教版》

例 2 (2022·浙江 6 月选考)“探究求合力的方法”的实验装置如图所示，在该实验中：

(1)下列说法正确的是D(单选)。
A. 拉着细绳套的两只弹簧测力计，稳定后读数应相同
B. 在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点
C. 测量时弹簧测力计外壳与木板之间不能存在摩擦
D. 测量时，橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板
(2)若只有一只弹簧测力计，为了完成该实验至少需要3(选填“2”“3”或“4”)次把橡皮条结点拉到 $ O $。

答案： 例2　[答案]　
(1)D　
(2)3
[解析]　
(1)“探究求合力的方法”时不用保证两弹簧测力计的读数相同，A项错误；在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择与结点相距较远的一点，B项错误；实验时，弹簧测力计外壳与木板之间的摩擦不影响实验的结果，C项错误；为了减小实验误差，实验时，应保证橡皮条、细绳和弹簧测力计贴近并平行于木板，D项正确.
(2)如果只有一个弹簧测力计，应先后两次将弹簧测力计挂在不同的细绳套上，然后将结点拉到同一位置$O$，并保证两次两分力的方向不变；再将弹簧测力计挂在另一个细绳套上，将结点拉到位置$O$，因此为了完成实验至少需要3次把橡皮条的结点拉到$O$.

例 3 (2018·天津)某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，所用器材有：方木板一块，白纸，量程为 $ 5N $ 的弹簧测力计两个，橡皮条(带两个较长的细绳套)，刻度尺，图钉(若干个)。
(1)具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的有BC。
A. 橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上
B. 重复实验再次进行验证时，结点 $ O $ 的位置可以与前一次不同
C. 使用弹簧测力计时，施力方向应沿弹簧测力计轴线；读数时视线应正对弹簧测力计刻度线
D. 用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个弹簧测力计时的拉力
(2)该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置 $ O $、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如图所示。其中对于提高实验精度最有利的是B。

答案： 例3　[答案]　
(1)BC　
(2)B
[解析]　
(1)$\boldsymbol{F}_1$、$\boldsymbol{F}_2$方向间的夹角大小适当即可，不一定要橡皮条和两绳套夹角的角平分线在一条直线上，故A项错误；合力与分力的效果是相同的，所以在同一次实验时，结点$O$的位置要相同，而在重复实验时，结点$O$的位置可以与前一次不同，故B项正确；使用弹簧测力计时，施力方向应沿弹簧测力计轴线，可以减小因摩擦产生的误差，读数时视线应正对弹簧测力计刻度线，可以减小偶然误差，故C项正确；用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条时的拉力不一定必须都小于只用一个弹簧测力计时的拉力，故D项错误.
(2)为了便于确定拉力的方向，拉橡皮条的细绳要稍长一些，同时在纸上描点时，所描的点不要太靠近结点，故A项错误；B图中所描的点到结点的距离适中，力的大小适中，而且两个力互成的角度的大小也适中，故B项正确；两分力适当大点，读数时相对误差小，但不宜太大，C图中的读数都太小，故D项错误；D图中两个分力之间的夹角太小，同时标度过大，故D项错误.

例 4 (2024·福建联考)用如下的器材和方法可以验证“力的平行四边形定则”。在圆形桌子透明桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮，其中，滑轮 $ P_{1} $ 固定在桌子边，滑轮 $ P_{2} $、$ P_{3} $ 可沿桌边移动。第一次实验中，步骤如下：

A. 在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，并使结点 $ O $ 静止；
B. 在白纸上描下 $ O $ 点的位置和三根绳子的方向，以 $ O $ 点为起点，作出三拉力的图示；
C. 以绕过 $ P_{2} $、$ P_{3} $ 绳的两个力为邻边作平行四边形，作出 $ O $ 点为起点的平行四边形的对角线，量出对角线的长度；
D. 检验对角线的长度和绕过 $ P_{1} $ 绳拉力的图示的长度是否一样，方向是否在一条直线上。
(1)这次实验中，若一根绳挂的钩码质量为 $ m $，另一根绳挂的钩码质量为 $ 2m $，则第三根绳挂的钩码质量一定大于m且小于3m。
(2)第二次实验时，改变滑轮 $ P_{2} $、$ P_{3} $ 的位置和相应绳上钩码的数量，使结点平衡，绳的结点不必(填“必须”或“不必”)与第一次实验中白纸上描下的 $ O $ 点重合。实验中，若桌面不水平不会(填“会”或“不会”)影响实验的结论。

答案： 例4　[答案]　
(1)$m$　$3m$　
(2)不必　不会
[解析]　
(1)若一根绳挂的钩码质量为$m$，另一根绳挂的钩码质量为$2m$，则两绳子的拉力分别为：$mg$、$2mg$，两绳子拉力的合力$F$的范围是：$|2mg - mg| \leq F \leq mg + 2mg$，即：$mg \leq F \leq 3mg$，三力的合力为零，则第三根绳挂的质量范围在$m \sim 3m$之间，即第三根绳挂的质量一定大于$m$且小于$3m$.
(2)本实验不是先用一根绳拉，然后用两根绳去拉，使一根绳拉的作用效果与两根绳拉的作用效果相同，而是三根绳都直接拉$O$点，所以$O$点的位置可以改变，若桌面不水平，也不会影响实验结论.