力學(xué)試驗2：探究求合力的方法

1、6實驗2:探究求合力的方法知識內(nèi)容探究求合力的方法考試屬性課時要求1. 理解探究實驗的原理，認識“等效替代”方法，知道實驗步驟及操作要點， 會作出力的圖示.2. 通過探究，知道分力與合力之間的關(guān)系所遵循的規(guī)則3. 知道誤差產(chǎn)生的主要原因.技能儲備明確區(qū)理提煤方法一、實驗儀器方木板、白紙、彈簧測力計 （兩只）、橡皮條、細繩套（兩個）、三角板、刻度尺、圖釘 （若干）、 鉛筆.二、實驗原理1. 合力F的確定：一個力F 的作用效果與兩個共點力Fi與F2共同作用的效果都是把橡皮條拉伸到某點，則 F 為Fi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Fi和F2的合力F的圖示.3. 平行四邊

2、形定則的驗證：在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，比較F 和F是否大小相等、方向擔(dān)同.三、實驗步驟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，在橡皮條的另一端拴上兩個細繩套.2. 用兩個彈簧測力計分別鉤住兩個細繩套，互成角度地拉橡皮條將結(jié)點拉到某位置0,用鉛筆描下結(jié)點的位置、細繩的方向記錄兩彈簧測力計的讀數(shù).3. 如圖乙所示，按適當(dāng)?shù)谋壤鞒鰞蓚€彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，利用刻度尺和三角板，以F1、F2為鄰邊畫出平行四邊形，并畫出對角線 F.4. 用一個彈簧測力計把橡皮條拉到同一位置0，記下彈簧測力計的讀數(shù)和細繩的方向用同樣的比例作出這個力F 的圖示.5

3、比較F與F 的大小和方向，看它們在實驗誤差允許范圍內(nèi)是否相同，從而驗證平行四邊 形定則.四、注意事項1. 結(jié)點(1) 定位0點時要力求準(zhǔn)確；(2) 同一次實驗中橡皮條拉長后的0點必須保持位置不變.2. 拉力(1) 用彈簧測力計測拉力時要使拉力沿彈簧測力計軸線方向；(2) 應(yīng)使橡皮條、彈簧測力計和細繩套位于與紙面平行的同一平面內(nèi):(3) 兩個分力Fi、F2間的夾角B不要太大或太小.3. 作圖(1) 在同一次實驗中，選定的比例要相同_(2) 嚴格按力的圖示要求和幾何作圖法作出平行四邊形，求出合力五、誤差分析1. 彈簧測力計使用前沒調(diào)零會造成誤差.2. 使用中，彈簧測力計的彈簧和外殼之間、指針和外殼

4、之間或彈簧測力計的外殼和紙面之間 有摩擦力存在會造成誤差.3. 兩次測量拉力時，橡皮條的結(jié)點沒有拉到同一點會造成偶然誤差4. 兩個分力的夾角太小或太大以及F2數(shù)值太小，應(yīng)用平行四邊形定則作圖時，都會造成 偶然誤差.題型演練學(xué)以致用冥訓(xùn)演練一、實驗原理及步驟【例1】做“探究求合力的方法”的實驗時：(1) 除已有的器材(方木板、白紙、彈簧測力計、細繩套、刻度尺、圖釘和鉛筆)外，還必須有和.(2) 在做上述實驗時，在水平放置的木板上用圖釘固定一張白紙，把橡皮條的一端固定在板上，另一端結(jié)兩個細繩套，通過細繩用兩個互成角度的彈簧測力計拉橡皮條，使結(jié)點移到某一位置0,此時需記下： ，:.然后用一個彈簧測力

5、計把橡皮條拉長，使結(jié)點到達 ，再記下.(3) 在某次實驗中，某同學(xué)的實驗結(jié)果如圖2所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，0為橡皮條與細繩結(jié)點的位置圖中是力Fi與F2的合力的理論值； 是力Fi與F2的合力的實驗值通過把和進行比較，驗證平行四邊形定則二、實驗數(shù)據(jù)處理【例2 將橡皮條的一端固定在 A點，另一端拴上兩根細繩，每根細繩分別連著一個量程為5N、最小刻度為0.1 N的彈簧測力計沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計當(dāng)橡皮條的活動端拉到O點時，兩根細繩相互垂直，如圖3甲所示這時彈簧測力計的讀數(shù)可從圖中讀出(1)由圖可讀出兩個相互垂直的拉力的大小分別為 N和N.在圖乙的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們

6、的合力三、實驗注意事項及誤差分析【例3】在探究求合力的方法時，先將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上帶有繩套 的兩根細繩實驗時，需要兩次拉伸橡皮條，一次是通過兩細繩用兩個彈簧測力計互成角度地 拉橡皮條，另一次是用一個彈簧測力計通過細繩拉橡皮條(1) 實驗對兩次拉伸橡皮條的要求中，下列說法正確的是 A. 將橡皮條拉伸相同長度即可B. 將橡皮條沿相同方向拉到不同長度C. 將彈簧測力計都拉伸到相同刻度D. 將橡皮條和繩的結(jié)點拉到相同位置(2) 同學(xué)們在操作過程中有如下討論，其中對減小實驗誤差有益的說法是A. 兩細繩必須等長B. 彈簧測力計、細繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行C. 用兩彈簧測力計同時拉細

7、繩時兩彈簧測力計示數(shù)之差應(yīng)盡可能大D拉橡皮條的細繩要短些，標(biāo)記同一細繩方向的兩點要近些達標(biāo)檢測 檢測評價達標(biāo)過關(guān)1. （實驗原理及步驟）某同學(xué)做“探究求合力的方法”實驗時，主要步驟有：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板上的A點，在橡皮條的另一端拴上兩條細繩，細繩的另一端系著繩套；C. 用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達某一位 置0,記錄下0點的位置，讀出兩個彈簧測力計的示數(shù)；D. 按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測力計的拉力Fi和F2的圖示，并用平行四邊形定則求出合力 F ；

8、E. 只用一只彈簧測力計，通過細繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測力計的示數(shù)，記下細繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個力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是 和；遺漏的內(nèi)容分別是和.2. （實驗原理及誤差分析）在做“探究求合力的方法”實驗時，（1）除已有的器材（方木板、白紙、細繩套、刻度尺、三角板、圖釘和鉛筆）外，還必須有和.（2）要使每次合力與分力產(chǎn)生相同的效果，必須（）A每次將橡皮條拉到同樣的位置B. 每次把橡皮條拉直C. 每次準(zhǔn)確讀出彈簧測力計的示數(shù)D. 每次記準(zhǔn)細繩的方向（3）下面的措施中，不利于減小誤差和提高實驗的精

9、度的是（）A. 橡皮條彈性要好，拉力要適當(dāng)大些B. 兩個分力Fi、F2間的夾角要盡可能大C. 拉橡皮條時，橡皮條、細繩和彈簧測力計應(yīng)平行貼近木板D. 拉橡皮條的細繩要細長，描出細繩拉力方向時，要在細繩正下方，稍遠的距離描點課時對點練1 在探究求合力的方法的實驗中，用一只彈簧測力計拉橡皮條時要和用兩只彈簧測力計拉時 結(jié)點的位置重合，這樣操作主要采用的科學(xué)方法是()A .控制變量的方法B 等效替代的方法C .理論推導(dǎo)的方法圖1(1) 該實驗中某彈簧測力計顯示的讀數(shù)如圖1所示，其大小是N.(2) 實驗中，在用兩個彈簧測力計成一定角度拉橡皮條時，必須記錄的有.A .兩細繩的方向B .橡皮條的原長C .

10、兩彈簧測力計的示數(shù)D .結(jié)點0的位置3. (2018寧波市第一學(xué)期期末)如圖2所示，某同學(xué)利用重物和彈簧測力計等實驗裝置做“探 究求合力的方法”實驗.彈簧測力計B掛于豎直木板上的固定的 C處.第一步：用細線掛一重物 M，彈簧測力計掛鉤拉著兩繩套，用一只手持彈簧測力計A拉結(jié)點0,分別讀出彈簧測力計 A和B的示數(shù)Fa和Fb,并在貼于豎直木板的白紙上記錄0點的位置和拉線的方向.第二步：用一個彈簧測力計測出重物M重力的大小計作F.(1)本實驗中的彈簧測力計示數(shù)的單位為N，圖中B的示數(shù)為 N.利用力的圖示來探究求合力的方法時，應(yīng)過0點作出 (填“豎直向上”或“豎直向下”)的F來表示A和B兩彈簧測力計的合

11、力.4某探究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗，將畫有坐標(biāo)軸（橫軸為x軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1 mm）的紙貼在水平桌面上，如圖 3（a）所示.將橡皮筋的一端 Q固定在y 軸上的B點（位于圖示部分之外），另一端P位于y軸上的A點時，橡皮筋處于原長.（1）用一只測力計將橡皮筋的P端沿y軸從A點拉至坐標(biāo)原點 0,此時拉力F的大小可由測力計讀出.測力計的示數(shù)如圖 （b）所示，F(xiàn)的大小為N.撤去 中的拉力，橡皮筋 P端回到A點；現(xiàn)使用兩個測力計同時拉橡皮筋，再次將 P端 拉至0點.此時觀察到兩個拉力分別沿圖（a）中兩條虛線所示的方向，由測力計的示數(shù)讀出兩個拉力的大小分別為 F! = 4.2 N和F2= 5.6 N.用5 mm長度的線段表示1 N的力，以0為作用點，在圖（a）中畫出力F?的圖示，然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F 合;(b)6 F合的大小為 N , F合與拉力F的夾角的正切值為 .若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實驗所允許的誤差范圍之內(nèi)，則該實驗驗證了力的 平行四邊形定則.5. 小明通過實驗探究求合力的方法:（1）實驗所用的一只彈簧測力計如圖4甲所示，在用它測力前應(yīng)對它進