山东省专用2018-2019学年高中物理第三章相互作用实验探究求合力的方法讲义含解析新人教版必修1

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1、实验：探究求合力的方法一、实验目的1．练习用作图法求两个力的合力。2．验证互成角度的两个力合成的平行四边形定则。二、实验原理一个力F的作用效果与两个共点力F1和F2的共同作用效果都是把橡皮条结点拉伸到某点，则F为F1和F2的合力，作出F的图示，再根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F′的图示，比较F′与F在实验误差允许范围内是否大小相等、方向相同，即得到互成角度的两个力合成是否遵循平行四边形定则。三、实验器材方木板、白纸、图钉若干、细芯铅笔、橡皮条一段、细绳套两个、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺。四、实验步骤1

2、．在方木板上用图钉固定一张白纸，如图甲所示，用图钉把橡皮条的一端固定在木板上A点，在橡皮条的另一端拴上两个细绳套。2．用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条将结点拉到某位置O，用铅笔描下结点的位置、细绳的方向，并记录两弹簧测力计的读数。3．如图乙所示，按适当的比例作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板，以F1、F2为邻边画出平行四边形，并画出对角线F′。4．用一个弹簧测力计把橡皮条拉到同一位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳的方向，并用同样的比例作出这个力F的图示。5．比较F与F′

3、的大小和方向，看它们在实验误差允许范围内是否相同，从而验证平行四边形定则。五、误差分析1．使用中，弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间或弹簧测力计的外壳和纸面之间有摩擦力存在会引起系统误差。2．两次测量拉力时，橡皮条的结点不可能做到完全拉到同一点会造成偶然误差。3．两个分力的夹角太小或太大，F1、F2数值太小，应用平行四边形定则作图时，会造成偶然误差。六、注意事项1．结点(1)定位结点时要力求准确；(2)同一次实验中橡皮条结点位置必须保持不变。2．拉力(1)用弹簧测力计测拉力时要使拉力沿弹簧测力计轴线方向；(2

4、)应使橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内；(3)两个分力F1、F2间的夹角不要太大或太小。3．作图(1)在同一次实验中，选定的比例要相同；(2)严格按力的图示要求和作图法作出平行四边形，求出合力。[例1]　某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。(1)如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________。(2)本实验采用的科学方法是________。A．

5、理想实验法　　　　　　　B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法(3)实验时，主要的步骤是：A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；E．只用一只弹簧测力计

6、，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。上述步骤中，①有重要遗漏的步骤的序号是________和________；②遗漏的内容分别是____________和____________。[解析]　(1)F′是一根弹簧作用时，把橡皮条的结点拉到同一位置O的力，故F′必沿OA方向。(2)合力与分力是等效的，故选B。(3)力既要记录大小，还要记录方向。[答案]　(1)F′　(2)B　(3)①C　E　②C中应加上

7、“记下两条细绳的方向”　E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O”[例2]　将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计，每个沿着不同的方向拉弹簧测力计。当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图所示。这时弹簧测力计读数可从图中读出。(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为________N和________N。(2)在如图所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。[解析]　两弹簧测力计的读数分别为4.00N和2.50N，作出合

8、力如图所示。[答案]　(1)4.00　2.50　(2)见解析图1.某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到3条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第3条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物，如图所