文档内容
第二章 相互作用
近5年考情分析
考题统计
等级要
考点要求 2022 2021 2020 2019 2018
求
三种常见的力 Ⅰ 浙江1月卷·T4
浙江1月卷·T5
浙 江 6 月 卷
Ⅱ卷·T16
力的合成与分解 Ⅱ ·T10 广东卷·T3 Ⅲ卷·T17
Ⅲ卷·T16
广东卷·T1
湖南卷·T5
受力分析、共点力 浙江1月卷·T7
Ⅱ 湖南卷·T5 Ⅰ卷·T19 浙江卷·T9
的平衡 浙江6月卷·T3
实验二：探究弹力
湖南卷·T11 广东卷·T11 Ⅰ卷·T22
与弹簧伸长的关系
实验三：验证力的 浙江6月卷
平行四边形定则 ·T17
1.物理观念:对力学中三种力的理解及认识。
2.科学思维
核心素养 (1)绳上的“活结”与“死结”问题(2)解决动态平衡问题的二种方法
3.科学态度与责任(1)生活中的平衡(2)非共面力作用下物体的平衡
4.科学探究：观察、论证、交流弹力与弹簧伸长量的关系
高考对本章的考查呈现出如下特点:
1.选择单个物体或多个物体为研究对象，进行受力分析，充分考虑各力的产生条件
和应用范围。利用合成法或分解法对力进行处理，应用平衡条件，建立等式求解
2.考查考生对本章知识的理解和掌握情况的同时，考查考生的情景分析能力，理解
命题规律
与反思质疑的能力，提取信息进行物理图景建构的能力，应用基本规律分析、推理
和计算的能力，科学探究能力
3.考查内容主要体现物理学科的核心素养中运动与相互作用观念、模型建构和科学
推理要素.
1.本章涉及的知识是高中物理的重要基础，包含许多思想方法，它的应用几乎贯穿
整个高中物理。所以，不能因为本章内容独立考查的较少而有所忽视，恰恰相反，
一定要下大力气扎扎实实地学好本章的知识与方法，形成解决物理问题的基本思
路。在本章复习过程中多耗一些时间和精力是值得的。
备考策略 2.牢记基知识，熟练掌握基本方法，明确基本题型尽量多地积累不同物体，不
同环境、不同运动形式下的应用类型及有效解决问题的方法。明确物体的平衡条
件、临界条件，掌握好函数法、图象法、极限法、隔离法、整体法等解题方法。利
用好力的合成法、分解法、相似三角形法、矢量三角形法、正交分解法处理力的矢
量问题。
【网络构建】专题 2.5 实验三：验证力的平行四边形定则
【网络构建】
考点一 基本要求
一、实验目的
1．验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则．
2．培养应用作图法处理实验数据和得出结论的能力．
二、实验原理
互成角度的两个力F 、F 与另外一个力F′产生相同的效果，
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看F 、F 用平行四边形定则求出的合力F与F′在实验误差允许
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范围内是否相等．
三、实验器材
木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度
尺．
四、实验步骤1．用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上．
2．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．
3．用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条与绳的结点伸长到某一
位置O，如图所示，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两细绳的方向．
4．只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧测力计的读数和
细绳套的方向．
5．改变两弹簧测力计拉力的大小和方向，再重做两次实验．
考点 二
方法规律
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F 和F 的图示，并以F 和F 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
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角线即为合力F的图示．
2．用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤4中弹簧测力计的拉力F′的图示．
3．比较F与F′是否完全重合或几乎完全重合，从而验证平行四边形定则．
二、注意事项
1．同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩对拉，读数相同．
2．在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O位置一定要相同．
3．用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在60°～100°
之间为宜．
4．实验时弹簧测力计应与木板平行，读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度，在合力不超过量程
及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些．
5．细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末
端用铅笔画一个点，去掉细绳套后，再将所标点与O点连接，即可确定力的方向．
6．在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示
稍大一些．
三、误差分析
1．弹簧测力计本身的误差．
2．读数误差和作图误差．
3．两分力F 、F 间的夹角θ越大，用平行四边形定则作图得出的合力F的误差ΔF也越大．
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高频考点一 基本要求
例1、某学生实验小组设计了一个“验证力的平行四边形定则”的实验，装置如图甲所示，在竖直放置的木板上部附近两侧，固定两个力传感器，同一高度放置两个可以移动的定滑轮，两根细绳跨过定滑轮分别
与两力传感器连接，在两细绳连接的结点O下方悬挂钩码，力传感器1、2的示数分别为F 、F ，调节两
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个定滑轮的位置可以改变两细绳间的夹角．实验中使用若干相同的钩码，每个钩码质量均为100 g，取g＝
9.8 m/s2.
(1)关于实验，下列说法正确的是________．
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位于O点
C．实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向
D．实验时还需要用一个力传感器单独测量悬挂于O点钩码的总重力
(2)根据某次实验得到的数据，该同学已经按照力的图示的要求画出了 F、F，请你作图得到F、F 的合力
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F(只作图，不求大小)，并写出该合力不完全竖直的一种可能原因
________________________________________________________________________ ．
【变式训练】某同学在做“验证平行四边形定则”的实验中，遇到了以下问题，请帮助该同学解答。
(1)物理学中有很多物理方法，本实验采用的是________。
A．类比实验法 B．等效替代法
C．控制变量法 D．极限法
(2)在做实验之前，该同学发现有一只弹簧测力计如图甲所示，则在使用前应该对弹簧测力计________。
(3)如图乙所示的四个力中，力________(填图中字母)是由一只弹簧测力计直接拉橡皮筋测得的。
(4)该同学已经作出了两个分力的力的图示，如图丙所示，方格中每边的长度表示0.5 N，请帮助该同学用作图法作出合力F的图示，并求出合力的大小为________ N。(结果保留两位有效数字)
高频考点二 方法规律
例2、实验小组探究“二力合成规律”的过程。
(1)首先进行如下操作：
①如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE；
②如图乙，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环在拉力F 、F 的共同作用下，位于O点，橡
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皮条伸长的长度为EO；
③撤去F、F，改用一个力F单独拉住小圆环，仍使其位于O点，如图丙。
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同学们发现，力F单独作用与F 、F 共同作用的效果是一样的，都使小圆环在O点保持静止。由于两次橡
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皮条伸长的长度相同，即__________，所以F等于F、F 的合力。
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(2)然后实验小组探究了合力F与分力F、F 的关系：
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①由纸上O点出发，用力的图示法画出拉力F、F 和F(三个力的方向沿各自拉线的方向，三个力的大小由
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弹簧测力计读出)；
②用虚线将拉力F的箭头端分别与F、F 的箭头端连接，如图丁，得到的启示是____________________；
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③多次改变拉力F 、F 的大小和方向，重做上述实验，通过画各力的图示，进一步检验所围成的图形。实
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验小组发现：在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角
线就代表合力的大小和方向，这个规律叫做____________。
上述实验中，如果把图乙和图丙的操作顺序对调，即先用拉力F将圆环拉到O点，再用拉力F 和F 共同
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拉圆环产生相同效果，则F 和F 就是F的______________，此实验可以探究__________规律。
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【变式训练】“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，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．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．
(1)图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________．(2)某同学在做该实验时认为：
A．拉橡皮条的细绳长一些，实验效果较好
B．拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
C．橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大些
D．拉力F 和F 的夹角越大越好
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其中不正确的是________________(填入相应的字母)．
例3、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F、F 的大小和方向。
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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“=”）。
【变式训练】在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧测力
计。
（1）为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：
弹力
伸长量
根据表中数据在下图中做出 图像______，并求得该弹簧的劲度系数 ______ ；（保留二位有
效数字）
（2）某次实验情况如图甲所示，其中 为固定橡皮条的图钉， 为橡皮条与细绳的结点， 和 为细
绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。①如果没有操作失误，图乙中的 与 两力中，方向一定沿 方向的是_________ （填“ ”或“
”）。
②在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果______发生变化。（选填“会”或“不会”）
③本实验中以下说法正确的是( )
A．两根细绳必须等长
B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行
D．实验中，把橡皮条的另一端拉到 点时，两个弹簧测力计之间夹角必须取90°
例4、某物理兴趣小组的同学现利用如图所示的装置来做“验证力的平行四边形定则”实验，其中OB为
橡皮筋。
（1）下列实验要求正确且必要的是___________。（填序号）
A．读弹簧测力计示数时需要正视测力计的刻度
B．弹簧测力计应在使用前校零
C．拉线方向应与木板平面平行
D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
（2）如图所示是甲、乙两位同学在做本实验时得到的结果，其中 为用一个弹簧测力计拉橡皮筋时所受
到的拉力，则其中___________（选项“甲”或“乙”）同学测得的实验结果比较符合实验事实。
（3）某次实验中两弹簧测力计的夹角为一钝角后，立即固定弹簧测力计a不动，保持O点不动且橡皮筋
一直处于竖直方向，然后缓慢增大两弹簧测力计之间的夹角，则在这一过程中弹资测力计b的示数将
_______（选以“变大”“变小”或“不变”）
【变式训练】某同学用图甲所示装置做“探究求合力的方法”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）要减小实验误差，下列措施可行的是( )
A．两个分力 的大小要适当大些
B．两个分力 间的夹角要尽量大些
C．拉橡皮筋的细绳要细些且要稍短一些
D．标记细绳方向的点要尽量离结点近些
（2）若实验中弹簧测力计的量程均为5N，某次实验用两个弹簧测力计拉橡皮筋时，两个绳套间的夹角为
60°，两弹簧测力计的示数恰好均如图乙所示，弹簧测力计的示数为________N，你认为这次操作
____________（填“合适”或“不合适”），原因是____________
（3）某次实验的结果如图丙所示，这次实验 刚好垂直，若在图丙所示的实验结果中，保持结点的位
置 的方向不变，将两个分力的夹角增大，则 _________（填“变大”“变小”或“不变”），
___________（填“变大”“变小”或“不变”）。
