實(shí)驗(yàn)：探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律第三章相互作用——力1.練習(xí)用作圖法求兩個(gè)力的合力.2.探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律.【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【內(nèi)容索引】明確原理提煉方法精析典題提升能力課時(shí)對(duì)點(diǎn)練MINGQUEYUANLI

TILIANFANGFA明確原理提煉方法1一、實(shí)驗(yàn)原理1.合力F′的確定：兩個(gè)力F1、F2共同作用，能把橡皮條末端小圓環(huán)拉到某點(diǎn)，一個(gè)力F′也可以把橡皮條末端的小圓環(huán)拉到

，則F′與F1和F2共同作用的

相同，則F′是F1和F2的合力.2.合力理論值F的確定：根據(jù)平行四邊形定則作出F1和F2的合力F的圖示，求出合力的理論值F.3.在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，比較F′和F是否

相等、

相同.二、實(shí)驗(yàn)器材方木板、白紙、彈簧測(cè)力計(jì)(兩個(gè))、

、細(xì)繩、輕質(zhì)小圓環(huán)、三角板、

、圖釘(若干)、鉛筆.同一點(diǎn)效果大小方向橡皮條刻度尺三、實(shí)驗(yàn)步驟1.在方木板上用圖釘固定一張白紙，如圖1甲所示，用圖釘把橡皮條的一端固定在木板上A點(diǎn)，在橡皮條的另一端掛上輕質(zhì)小圓環(huán).圖12.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住小圓環(huán)，互成角度地拉橡皮條，將小圓環(huán)拉到某位置O，用鉛筆描下小圓環(huán)O的位置和拉線的

，并記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù).方向3.用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條，將小圓環(huán)拉到

，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和拉線的

.4.如圖乙所示，利用刻度尺和三角板，按適當(dāng)?shù)谋壤鞒鲇脙蓚€(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)的拉力F1和F2的圖示以及用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)的拉力F′的圖示，以F1、F2為鄰邊畫(huà)出____

，并畫(huà)出對(duì)角線F.5.比較F與F′的大小和方向，看它們?cè)趯?shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)是否相同，從而驗(yàn)證平行四邊形定則.同一位置O方向平行四邊形四、注意事項(xiàng)1.彈簧測(cè)力計(jì)使用前要檢查指針是否指在零刻度線上，否則應(yīng)校零.2.被測(cè)力的方向應(yīng)與彈簧測(cè)力計(jì)軸線方向一致，拉動(dòng)小圓環(huán)時(shí)彈簧不可與外殼相碰或摩擦.3.在同一次實(shí)驗(yàn)中，小圓環(huán)的位置O一定要相同.4.在具體實(shí)驗(yàn)時(shí)，兩分力F1和F2間夾角不宜過(guò)大，也不宜過(guò)小，以60°～120°之間為宜.5.讀數(shù)時(shí)應(yīng)正視、平視刻度.6.使用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)力時(shí)，讀數(shù)應(yīng)適當(dāng)大些，但不能超出它的測(cè)量范圍.返回JINGXIDIANTI

TISHENGNENGLI精析典題提升能力2一、實(shí)驗(yàn)原理與操作例1

在“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，有下列實(shí)驗(yàn)步驟：a.在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn)，如圖2所示.圖2b.只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)把小圓環(huán)拉到同樣的位置O，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F′和細(xì)繩的方向，按同樣比例作出力F′的圖示.c.改變兩個(gè)分力的大小和夾角，再做兩次實(shí)驗(yàn).d.記下兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1、F2及小圓環(huán)的位置，描下兩條細(xì)繩的方向，在紙上按比例作出力F1和F2的圖示，用平行四邊形定則求出合力F.e.比較力F′與F，可以看出，它們?cè)趯?shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是相等的.f.把小圓環(huán)系在橡皮條的另一端，通過(guò)小圓環(huán)用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度地拉小圓環(huán)，橡皮條伸長(zhǎng)，使小圓環(huán)到達(dá)某一位置O.完成下列填空：(1)上述步驟中，正確的順序是________(填寫(xiě)步驟前面的字母).afdbec解析先固定好白紙和橡皮條，兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度地拉小圓環(huán)到O點(diǎn)，記下兩個(gè)力的大小和方向，由平行四邊形定則畫(huà)出兩個(gè)力的合力，然后用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉小圓環(huán)仍然到O點(diǎn)，記下拉力的大小和方向，與第一次的合力比較大小和方向，改變兩個(gè)分力的大小和夾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn).故實(shí)驗(yàn)步驟為afdbec.(2)下列哪些措施能減小實(shí)驗(yàn)誤差________.A.兩條細(xì)繩必須等長(zhǎng)B.彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平面平行C.拉橡皮條的細(xì)繩要稍長(zhǎng)一些，標(biāo)記同一條細(xì)繩的方向時(shí)兩標(biāo)記點(diǎn)要適當(dāng)遠(yuǎn)一些D.實(shí)驗(yàn)前先把實(shí)驗(yàn)所用的兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相

互鉤住平放在桌面上，向相反方向拉動(dòng)，檢查讀數(shù)是否相同，若不同，

則進(jìn)行調(diào)節(jié)使之相同BCD解析兩條細(xì)繩是否等長(zhǎng)，不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)，A錯(cuò)誤；拉力應(yīng)和木板平面平行，否則畫(huà)出的力就不是實(shí)際作用力了，B正確；細(xì)繩應(yīng)稍長(zhǎng)些，這樣在描點(diǎn)畫(huà)力的方向時(shí)，偏差小，誤差小，C正確；實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)彈簧測(cè)力計(jì)，使兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)相同，可以使彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)準(zhǔn)確，可以減小誤差，D正確.例2

(2020·北京市東城區(qū)高一上期末)某同學(xué)用如圖3所示裝置做“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，橡皮筋的一端固定在水平木板上的P點(diǎn)，另一端系有兩個(gè)繩套.實(shí)驗(yàn)中先用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別勾住繩套，并互成角度地拉橡皮圖3筋，將橡皮筋拉至某一位置O.再只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)繩套把橡皮筋拉到與前面相同的位置O.(1)為完成該實(shí)驗(yàn)，下述必須有的步驟是________.(填正確選項(xiàng)前的字母)A.測(cè)量細(xì)繩的長(zhǎng)度

B.測(cè)量橡皮筋的原長(zhǎng)C.記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)

D.記錄結(jié)點(diǎn)O的位置E.通過(guò)細(xì)繩記錄拉力的方向CDE(2)下列關(guān)于操作過(guò)程的說(shuō)法正確的是________.(填正確選項(xiàng)前的字母)A.橡皮筋、彈簧測(cè)力計(jì)和細(xì)繩應(yīng)位于與木板平行的

同一平面內(nèi)B.兩細(xì)繩之間的夾角一定要取90°，以便計(jì)算合力

的大小ADEC.拉橡皮筋的細(xì)繩要短一些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要近一些D.彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)適當(dāng)大些有利于減小誤差E.同一次實(shí)驗(yàn)中，用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí)，結(jié)點(diǎn)的位置必須與用

兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)的位置重合(3)“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)情況如圖4所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩.圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出的圖.圖4①圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是________.②本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是______.A.理想實(shí)驗(yàn)法

B.等效替代法C.控制變量法

D.建立物理模型法F′B二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理例3

某探究小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)，將畫(huà)有坐標(biāo)軸(橫軸為x軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1mm)的紙貼在桌面上，如圖5(a)所示.將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(diǎn)(位于圖示部分之外)，另一端P位于y軸上的A點(diǎn)時(shí)，橡皮筋處于原長(zhǎng).圖5(1)用一只測(cè)力計(jì)將橡皮筋的P端沿y軸從A點(diǎn)拉至坐標(biāo)原點(diǎn)O，此時(shí)拉力F的大小可由測(cè)力計(jì)讀出.測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖(b)所示，F(xiàn)的大小為_(kāi)_____N.4.0解析由題圖(b)可知，F(xiàn)的大小為4.0N.(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A點(diǎn)，現(xiàn)使用兩個(gè)測(cè)力計(jì)同時(shí)拉橡皮筋，再次將P端拉至O點(diǎn).此時(shí)觀察到兩個(gè)拉力分別沿圖(a)中兩條虛線所示的方向，由測(cè)力計(jì)的示數(shù)讀出兩個(gè)拉力的大小分別為F1＝4.2N和F2＝5.6N.答案見(jiàn)解析圖

(ⅰ)用5mm長(zhǎng)度的線段表示1N的力，以O(shè)點(diǎn)為作用點(diǎn)，在圖(a)中畫(huà)出力F1、F2的圖示，然后按平行四邊形定則畫(huà)出它們的合力F合；解析F1長(zhǎng)度為21mm，F(xiàn)2長(zhǎng)度為28mm，畫(huà)出力F1、F2及F合的圖示，如圖所示.(ⅱ)F合的大小為_(kāi)_______N，F(xiàn)合與拉力F的夾角的正切值為_(kāi)_______.若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實(shí)驗(yàn)所允許的誤差范圍之內(nèi)，則該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了力的平行四邊形定則.4.00.05解析用刻度尺量出F合的線段長(zhǎng)約為20mm，所以F合大小為4.0N，量出合力箭頭處到y(tǒng)軸的距離和所作合力在y軸投影的長(zhǎng)度，則F合與拉力F的夾角的正切值為0.05.返回KESHIDUIDIANLIAN課時(shí)對(duì)點(diǎn)練31.(2020·徐州市高一上期末)某同學(xué)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律.彈簧測(cè)力計(jì)A掛于固定點(diǎn)P，下端用細(xì)線掛一重物M.手持彈簧測(cè)力計(jì)B，水平向左拉，使結(jié)點(diǎn)O靜止在某位置.分別讀出彈簧測(cè)力計(jì)A和B的示數(shù)，并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點(diǎn)的位置和細(xì)線的方向.下列不必要的實(shí)驗(yàn)要求是A.應(yīng)測(cè)量重物M所受的重力B.彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)在使用前校零C.細(xì)線方向應(yīng)與木板平面平行D.改變拉力，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每

次都要使O點(diǎn)靜止在同一位置√圖1123412342.在“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)把橡皮條的端點(diǎn)拉到O處，如圖2所示已經(jīng)作出拉力F1、F2，圖中方格每邊長(zhǎng)度表示1N.圖2(1)用直尺、三角板作出F1、F2的合力后，由所作的圖可知，F(xiàn)1、F2的合力F大小為_(kāi)_____N.71234解析以F1、F2為鄰邊，作出平行四邊形，如圖所示：由圖可知：合力為F＝1×7N＝7N.1234(2)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)把橡皮條的端點(diǎn)拉到O處，此時(shí)拉力為F′.由圖可知，F(xiàn)′與F的大小、方向略有偏差，如果此偏差僅由F1的大小引起，則引起偏差的原因是F1的大小比真實(shí)值偏________(選填“大”或“小”).大解析合力F′與F的大小、方向略有偏差，如果此偏差僅由F1引起，由圖可知F1與F′的夾角比F1與F的大，故F1的大小比真實(shí)值偏大.3.某研究小組做“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，所用器材有：方木板一塊、白紙、量程為5N的彈簧測(cè)力計(jì)兩個(gè)、橡皮條(帶兩個(gè)較長(zhǎng)的細(xì)繩套)、刻度尺、圖釘(若干個(gè)).(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，主要的步驟是：A.在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方

木板上B.用圖釘把橡皮條的一端固定在方木板上的A點(diǎn)，在橡皮條的另一端拴

上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套C.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸

長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O，記錄下O點(diǎn)的位置，讀出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)

的示數(shù)1234D.按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F1和F2的

圖示，并用平行四邊形定則求出合力FE.只用一只彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩套拉橡皮條使其伸長(zhǎng)，讀出彈簧測(cè)力

計(jì)的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個(gè)力F′的圖示F.比較F′和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論上述步驟中：①有重要遺漏的步驟的序號(hào)是_____和_____.②遺漏的內(nèi)容分別是_____________________和_______________________________.1234C

E記下兩條細(xì)繩套的方向把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O解析根據(jù)“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)的操作步驟可知，有重要遺漏的步驟的序號(hào)是C和E.②在C中未記下兩條細(xì)繩套的方向，E中未說(shuō)明是否把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O.1234(2)該小組的同學(xué)用同一套器材做了四次實(shí)驗(yàn)，白紙上留下的標(biāo)注信息有結(jié)點(diǎn)位置O、力的標(biāo)度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點(diǎn)，如圖所示.其中對(duì)于提高實(shí)驗(yàn)精度最有利的是______.1234解析為了提高實(shí)驗(yàn)精度，彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)盡可能大一些，標(biāo)注細(xì)繩方向的兩點(diǎn)盡可