34力的合成實(shí)驗(yàn)

1、3.4實(shí)驗(yàn)：探究共點(diǎn)力的合成一、【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄績蓚€(gè)共點(diǎn)力的合成。二、【實(shí)驗(yàn)原理】：力的平行四邊形定則是本實(shí)驗(yàn)的原理，由它求出兩分力的合力F再將F與由實(shí) 驗(yàn)求出的F1和F2的合力F進(jìn)行比較，從而驗(yàn)證平行四邊形定則。三、【實(shí)驗(yàn)器材】木板、圖釘、白紙、橡皮筋、彈簧測力計(jì)（2個(gè)）、刻度尺、量角器、細(xì)繩套（兩 個(gè)）、細(xì)芯鉛筆。四、【實(shí)驗(yàn)探究】下面我們通過實(shí)驗(yàn)探究一下兩個(gè)共點(diǎn)力的合力大小與分力的關(guān)系。1、實(shí)驗(yàn)步驟：1）用圖釘把白紙固定在水平桌面的方木板上。2）用圖釘把橡皮條的一端固定在A點(diǎn)上，橡皮條的另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套。3）用兩個(gè)彈簧秤分別勾住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，將節(jié)點(diǎn)拉到某一位置0,如圖（1

2、），記錄兩彈簧秤的 讀數(shù)（耳、F2力的大?。?，用鉛筆描下0點(diǎn)位置及此時(shí)兩條細(xì)繩套的方向（力的方向）。4）去掉一個(gè)測力計(jì)，只用一個(gè)彈簧秤勾住細(xì)繩套，把橡皮條的節(jié)點(diǎn)拉到同一位置0, 記下此時(shí)秤的示數(shù)F及細(xì)繩的方向。5）取下白紙，用鉛筆和刻度尺從0點(diǎn)沿兩條細(xì)繩方向畫直線，按一定比例，用有向 線段在紙上畫出F1、F2和F。以F1和F2為鄰邊作平行四邊形，F(xiàn)1與F2之間的對角線 用F表示。6）比較F與F的大小和方向（F與F之間的夾角記為A 0 ）。7）改變F1和F2的大小和夾角，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，將結(jié)果填入下列表格中。表（1）探究力的合成試驗(yàn)次數(shù)FF11234FF4F=F* -F(N)結(jié)論：（1）、兩個(gè)或多

3、個(gè)分力的作用效果與一個(gè)力的作用效果相同。（2）、兩個(gè)或多個(gè)力的合成遵循平行四邊形定則。（3）、F和F在誤差范圍內(nèi)重合。2、注意事項(xiàng)：1）彈簧秤選取方法是：將兩只彈簧秤調(diào)零厚互鉤水平對拉，若兩只彈簧秤在對拉過程中 讀數(shù)相同，則可選；若讀數(shù)不同，應(yīng)另換，直到相同為止。2）實(shí)驗(yàn)前，首先檢查指針是否在零刻度線上，若不在應(yīng)校正零位（無法校正的，要記錄 零誤差）。實(shí)驗(yàn)中，彈簧秤必須保持與木板平行，使用時(shí)不能超過彈性限度，讀數(shù)時(shí)應(yīng)正 對、平視刻度，估讀到最小刻度的下一位。3）不要用老化橡皮筋檢查方法時(shí)用一個(gè)彈簧拉橡皮筋，要反復(fù)做幾次使橡皮筋拉到相同 的尺度，看彈簧秤示數(shù)有無變化。4）不要直接以橡皮筋端點(diǎn)為節(jié)

4、點(diǎn)。可拴一細(xì)繩連兩細(xì)繩套，以三繩交點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)，且節(jié)點(diǎn) 應(yīng)小點(diǎn)，以便準(zhǔn)確記錄O點(diǎn)位置。5）細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長些，便于確定力的方向，不要直接沿細(xì)繩套方向畫直線，應(yīng)在細(xì)繩套 末端用鉛筆畫一個(gè)點(diǎn)，去掉細(xì)繩套后，再將所標(biāo)點(diǎn)與O點(diǎn)連線用來確定力的方向。6） 本次實(shí)驗(yàn)中，以橡皮條的伸長（節(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置）來衡量力的AFi作用效果，因此，在同一次實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使兩種情況下節(jié)點(diǎn)到達(dá)同一位 F2 7）畫力的圖示時(shí)，標(biāo)度的選取應(yīng)恰當(dāng)，要嚴(yán)格按幾何作圖法求合力。F，3、數(shù)據(jù)處理及誤差分析以F1、七為鄰邊作平行四邊形，并作出對角線F與F比較，如右圖。F和在誤 差范圍內(nèi)重合。本實(shí)驗(yàn)的主要誤差來源于讀數(shù)、作圖，此外還有彈簧秤本身的誤差

5、，因此，首先應(yīng) 檢查彈簧秤的零點(diǎn)是否準(zhǔn)確，在實(shí)驗(yàn)中拉細(xì)繩時(shí)必須與木板平行，讀數(shù)時(shí)眼睛一定要正 對刻度，按有效數(shù)字記錄示數(shù)，作圖時(shí)要準(zhǔn)確，兩個(gè)分力F1和F2間夾角不能太大或太 小，要按實(shí)驗(yàn)的要求進(jìn)行操作、讀數(shù)、作圖，即使存在誤差，也應(yīng)該是正常的，不能用 數(shù)據(jù)拼湊使實(shí)驗(yàn)非常完美，也不能只用特殊角度而不管其一般性。【合作探究】【例題】將下述實(shí)驗(yàn)步驟按正確順序用數(shù)字排列應(yīng)是。在白紙上按比例做出兩個(gè)力F1和F2的圖示，根據(jù)平行四邊形定則作圖求出合力F. 只用一只彈簧秤，通過細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置.記下兩彈簧秤讀數(shù)，描出兩力的方向.在水平放置的木板上，墊一張白紙，把橡皮條的一端固定板上A點(diǎn)，用兩

6、條細(xì)繩連 接在橡皮條的另一端，通過細(xì)繩同時(shí)用兩個(gè)彈簧秤互成角度地拉橡皮條，使橡皮條 與細(xì)繩的連接點(diǎn)到達(dá)某一位置、并記下此位置.記下彈簧秤的讀數(shù)F和細(xì)繩方向，按同一比例做出這個(gè)力的圖示.比較這個(gè)實(shí)測合力 和按平行四邊形法則求出的合力F，看它們的大小和方向是否相同.改變兩彈簧秤拉力的大小和方向，重做兩次實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論.【當(dāng)堂檢測】在探究共點(diǎn)力合成的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中， 某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，其中A為固 定橡皮筋的圖釘，。為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)， OB與OC為細(xì)繩，(1)圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的力的圖示，則下列說法中正確的是()圖乙中力F是力F1和F2合力的理論值，F(xiàn)，是力F1和F2合力

7、的實(shí)際測量值圖乙中F是力F1和F2合力的理論值，F(xiàn)是力F1和F2合力的實(shí)際測量值在實(shí)驗(yàn)中，如果將細(xì)繩換成橡皮條，那么對實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響在實(shí)驗(yàn)中，如果將細(xì)繩換成橡皮條，那么對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較大的影響（2）本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是理想實(shí)驗(yàn)法B.等效替代法C.控制變量法D.建立物理模型法（3）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說法中錯誤的是（）同一次實(shí)驗(yàn)中，O點(diǎn)位置允許變動畫力的圖示時(shí)，應(yīng)選定恰當(dāng)?shù)臉?biāo)度，盡量使圖畫得大一些，但也不要太大而畫出紙外實(shí)驗(yàn)中，把橡皮條的另一端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)彈簧測力計(jì)之間的夾角必須取90實(shí)驗(yàn)中，只要記錄O點(diǎn)的位置和彈簧測力計(jì)的讀書在探究共點(diǎn)力合成的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，采用哪些方法和步驟可以減小實(shí)驗(yàn)誤差（）兩個(gè)分力F1、F2間的夾角要適當(dāng)大些兩個(gè)分力F1、F2的大小要適當(dāng)大些拉橡皮條的細(xì)繩要稍長一些實(shí)驗(yàn)前先把兩個(gè)彈簧秤的鉤子互相鉤住,平放在桌子上，向相反方向拉動，檢查讀數(shù)是 否相同在共點(diǎn)的兩個(gè)力的合成實(shí)驗(yàn)中，得到了如圖所示的圖形，圖中P