《2025年创新设计高考总复习物理人教版》

2.(2024·山东烟台期末)某实验小组设计了一个“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，装置如图3所示，在竖直放置的木板上固定两个定滑轮，三根细线OA、OB、OC的结点为O，其中细线OA、OB跨过定滑轮的另一端分别挂着一个小沙桶，结点O下方的细线OC悬挂一定质量的钩码，实验时，在两个小沙桶内添加一定质量的沙，使整个装置最终能够处于静止状态，通过改变两个小沙桶内沙子的质量可以进行多次实验。


(1)关于该实验具体的过程或步骤，下列说法中正确的是________(选填字母代号)。
A.实验开始前，需要调节木板使其位于竖直平面内
B.每次实验都必须保证结点O位于同一位置
C.实验需要知道当地的重力加速度
D.实验时需要测量出钩码总质量、各个小沙桶和沙子的总质量
(2)在某次实验中，当整个装置处于平衡状态时，该小组同学记录下了细线OA、OB、OC的方向，然后从O点沿OC反向延长做一有向线段OC'，从C'分别作OA、OB的平行线，分别交OA、OB于A'、B'点，用毫米刻度尺测得线段OA'、OB'、OC'的长度分别为l₁、l₂、l₃，另测得细线OA、OB、OC所挂重物的质量分别为m₁、m₂、m₃，则在误差允许的范围内，如果满足________________(用含有所测物理量符号表示)条件，则能够证明力的合成遵循平行四边形定则。
(3)请写出该实验误差的一种可能原因______________________________。

答案： 2.
(1)AD　
(2)$\frac{m_{1}}{l_{1}}=\frac{m_{2}}{l_{2}}=\frac{m_{3}}{l_{3}}$　
(3)定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等
解析　
(1)本实验用钩码重力作为合力，需要在竖直平面内进行，故A正确;该实验用了物体的平衡来探究力的平行四边形，不需要每次实验都使线的结点O处于同一位置，故B错误;本实验处理数据时重力加速度可以约掉，不需要知道当地重力加速度，故C错误;数据处理时需要知道钩码总质量、各个小沙桶和沙子的总质量，所以需要测量出钩码总质量、各个小沙桶和沙子的总质量，故D正确。
(2)根据力与边的对应关系，有$\frac{m_{1}g}{l_{1}}=\frac{m_{2}g}{l_{2}}=\frac{m_{3}g}{l_{3}}$，化简得$\frac{m_{1}}{l_{1}}=\frac{m_{2}}{l_{2}}=\frac{m_{3}}{l_{3}}$。
(3)定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等。