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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,对应演练,实验,3,探究两个互成角度的力,的,合成,规律,-,2,-,一、实验目的,探究两个互成角度的力的合成规律。,二、实验原理,互成角度的两个力,F,1,、,F,2,与另外一个力,F,产生相同的效果,看,F,1,、,F,2,用平行四边形定则求出的合力,F,与,F,在实验误差允许范围内是否相同。,三、实验器材,木板、白纸、弹簧测力计,(,两只,),、橡皮条、细绳套,(,两个,),、三角板、刻度尺、图钉,(,几个,),。,-,3,-,四、实验,步骤,1,.,用图钉把白纸钉在水平桌面上的木板上。,2,.,用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的,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,a,、,b,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,c,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,再重做实验两次。,-,4,-,五、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,a,、,b,这两只弹簧测力计的拉力,F,1,和,F,2,的图示,并以,F,1,和,F,2,为邻边作平行四边形,过,O,点画平行四边形的对角线,此对角线即为合力,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,c,的拉力,F,的图示。,3,.,比较,F,与,F,是否完全重合或几乎重合,从而验证平行四边形定则。,-,5,-,六、误差分析,1,.,系统误差,:,弹簧测力计本身不够准确造成的误差,为此要选择比较准确的弹簧测力计。,2,.,偶然误差,:,弹簧测力计读数和作图造成偶然误差,需要多做几次实验,并且使两分力,F,1,、,F,2,的夹角适当大些。,3,.,减小误差的办法,:,(1),实验过程中读数时视线要垂直弹簧测力计的刻度,要按有效数字和弹簧测力计的精度正确读数和记录。,(2),作图时用刻度尺借助于三角板,使表示两力的对边一定要平行。,-,6,-,七、注意事项,1,.,使用弹簧测力计前,要先调整指针使其指在零刻度处,;,再将两只弹簧测力计的挂钩钩在一起,向相反方向拉,如果两个示数相同方可使用。,2,.,实验中的两个细绳套不要太短。,3,.,在同一次实验中,橡皮条拉长时结点到达的位置一定要相同。,4,.,用两只弹簧测力计互成角度地拉橡皮条时,夹角不宜太大也不宜太小。,5,.,在用力拉弹簧测力计时,拉力应沿弹簧测力计的轴线方向。弹簧测力计中弹簧轴线、橡皮条、细绳套应该位于与纸面平行的同一平面内。,6,.,画力的图示选定的标度要相同,要恰当选定标度,使力的图示稍大一些。,-,7,-,命题点一,命题点二,命题点三,实验原理与操作,典例,1,(2019,湖南醴陵二中月考,),在,“,验证力的平行四边形定则,”,的实验中,某同学进行实验的主要步骤是,:,a,.,如图甲所示,将橡皮筋的一端固定在木板上的,A,点,另一端拴上两根绳套,每根绳套分别连着一个弹簧测力计。,b,.,沿着两个方向拉弹簧测力计,将橡皮筋的活动端拉到某一位置,将此位置标记为,O,点,读取此时弹簧测力计的示数,分别记录两个拉力,F,1,、,F,2,的大小。用笔在两绳的拉力方向上分别标记,a,、,b,两点,并分别将其与,O,点连接,表示两力的方向。,c,.,再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至,O,点,记录其拉力,F,的大小并用上述方法记录其方向。,-,8,-,命题点一,命题点二,命题点三,用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至,O,点,这样做的目的是,。,实验中利用图中标记的,O,点和,b,点确定分力方向时,图甲中的,b,点标记得不妥,其原因是,。,图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示,其中,(,选填,“F”,或,“F”),是,F,1,和,F,2,合力的实际测量值。,-,9,-,命题点一,命题点二,命题点三,答案,:,保证,F,1,、,F,2,共同作用效果与,F,相同,Ob,两点距离太近,F,解析,:,两次保证,O,点在同一位置,目的是保证,F,1,、,F,2,共同作用效果与,F,相同,;,标记方向时,应取距离较远的两点,故,b,点标记得不妥的原因是,Ob,两点距离太近,平行四边形的对角线一定是理论值,与,AO,共线的一定是实际测量值。,-,10,-,命题点一,命题点二,命题点三,本题考查学生对实验的探究原理、探究过程、误差的分析,目的是培养学生的科学探究能力和科学的态度与责任。,-,11,-,命题点一,命题点二,命题点三,数据处理与误差分析,典,例,2,(2017,全国卷,22),某探究小组做,“,验证力的平行四边形定则,”,实验,将画有坐标轴,(,横轴为,x,轴,纵轴为,y,轴,最小刻度表示,1,mm,),的纸贴在水平桌面上,如图,(,a,),所示。将橡皮筋的一端,Q,固定在,y,轴上的,B,点,(,位于图示部分之外,),另一端,P,位于,y,轴上的,A,点时,橡皮筋处于原长。,(1),用一只测力计将橡皮筋的,P,端沿,y,轴从,A,点拉至坐标原点,O,此时拉力,F,的大小可由测力计读出。测力计的示数如图,(,b,),所示,F,的大小为,N,。,(2),撤去,(1),中的拉力,橡皮筋,P,端回到,A,点,;,现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将,P,端拉至,O,点。此时观察到两个拉力分别沿图,(,a,),中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为,F,1,=4.2,N,和,F,2,=5.6,N,。,-,12,-,命题点一,命题点二,命题点三,(,),用,5,mm,长度的线段表示,1,N,的力,以,O,为作用点,在图,(,a,),中画出力,F,1,、,F,2,的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力,F,合,;,图,(,a,),图,(,b,),-,13,-,命题点一,命题点二,命题点三,(,)F,合,的大小为,N,F,合,与拉力,F,的夹角的正切值为,。,若,F,合,与拉力,F,的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平行四边形定则。,答案,:,(1)4,.,0,(2)(,),F,1,、,F,2,和,F,合,如图所示,(,)3,.,8,0,.,05,-,14,-,命题点一,命题点二,命题点三,解析,:,(1),题图,(b),中弹簧测力计的精度为,0.2,N,则示数为,4.0,N;,(2),用,5,mm,长的线段表示,1,N,的力,F,2,对应的长度为,2,.,8,cm,F,1,对应的长度为,2,.,1,cm,根据平行四边形定则作出的图形如答案图所示,;,测出,F,合,的长度为,1,.,9,cm,则,F,合,的大小为,3,.,8,N,如图,F,合,、,F,及,F,构成的三角形,F,的长度约,0,.,1,cm,此三角形可近似看作直角三角形,则,F,合,与拉力,F,的夹角的正切值,tan,=,0,.,05,。,本题考查学生对实验数据的获取和处理数据的能力,目的是培养学生的科学探究能力和科学的态度。,-,15,-,命题点一,命题点二,命题点三,实验的改进与创新,本实验一般是在教材实验原理的基础上,以实验中操作的注意事项、误差来源设置条件,或通过改变实验条件、实验仪器设置题目。因此要在教材实验的基础上注重器材变化后对分力和合力的分析判断能力的培养,要善于用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题。,-,16,-,命题点一,命题点二,命题点三,1,.,实验器材的变化如,图,-,17,-,命题点一,命题点二,命题点三,2,.,分力和合力的变化,(1),分力的获得,:,弹簧测力计的拉力,钩码的重力。,(2),合力的获得,:,弹簧测力计的拉力,重物的重力,钩码的重力。,-,18,-,命题点一,命题点二,命题点三,典,例,3,某同学在家中用三根相同的橡皮筋,(,遵循胡克定律,),来探究合力的方法,如图所示,三根橡皮筋在,O,点相互连接,拉长后三个端点用图钉固定在,A,、,B,、,C,三点。在实验中,可以通过刻度尺测量橡皮筋的长度来得到橡皮筋的拉力大小,并通过,OA,、,OB,、,OC,的方向确定三个拉力的方向,从而探究其中任意两个拉力的合力的方法。在实验过程中,下列说法正确的是,(,),A.,只需要测量橡皮筋的长度,不需要,测出,橡皮筋,的原长,B.,为减小误差,应选择劲度系数尽量大,的,橡皮筋,C.,以,OB,、,OC,为两邻边作平行四边形,其,对,角,线必与,OA,在一条直线上且长度与,OA,相等,D.,多次实验中即使,O,点不固定,也可以探究求合力的方法,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-,19,-,命题点一,命题点二,命题点三,本题考查学生对实验原理的创新及应用,基于实验数据得出结论并作出解释,目的是培养学生的科学探究能力和科学的态度。,-,20,-,1,.(2018,东北三校二模,),小明同学想利用实验验证共点力作用下物体的平衡条件,他设计了以下实验过程。在竖直木板上固定两个定滑轮,M,1,和,M,2,在一个铁环,P,上系三根轻细绳,a,、,b,、,c,其中,a,、,b,细绳跨过滑轮各挂一组钩码,细绳,c,直接挂一组钩码,每个钩码质量相同,轻绳、钩码、铁环均与木板不接触,整个装置平衡时情况如图所示。,-,21,-,(1),小明想通过作图法来进行验证,他除了记录铁环,P,的位置及三根细绳的方向外,还需知道哪些物理量,?,。,A.,每组钩码的个数,B.,每个钩码的质量,C.,铁环,P,的质量,D.,M,1,、,M,2,两滑轮的高度差,(2),关于本实验,下列说法正确的是,。,A.,为了减小实验误差,两滑轮与绳间的摩擦尽量小些,B.,为了减小实验误差,铁环,P,的质量应尽量小些,C.,改变滑轮两侧钩码个数,重新实验时应保持铁环,P,位置不变,D.,作力的图示时应选择适当的标度,-,22,-,答案,:,(1)ABC,(2)AD,解析,:,(1),作图法验证力的平行四边形定则,必须知道铁环所受的各个力的大小和方向,故,ABC,正确,D,错误。,(2),两滑轮与绳间的摩擦越小,绳上的拉力测得越准,若没有摩擦则等于所挂钩码的重力,故,A,正确,;,因为作图时考虑了铁环的重力,故铁环的质量没有影响,B,错误,;,本实验是利用共点力的平衡验证平行四边形定则,故,P,的位置没有要求,C,错误,;,作力的图示时应结合力的大小选择合适的标度,D,正确。,-,23,-,2,.(2018,辽宁丹东一模,),某同学用如图所示的实验装置来验证,“,力的平行四边形定则,”,。弹簧测力计,A,挂于固定点,P,下端用细线挂一重物,M,。弹簧测力计,B,的一端用细线系于,O,点,手持另一端向左拉,使结点,O,静止在某位置。分别读出弹簧测力计,A,和,B,的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录,O,点的位置和细线的方向。,-,24,-,(1),本实验用的弹簧测力计示数的单位为,N,图中,A,的示数为,N,。,(2),下列不必要的实验要求是,。,(,请填写选项前对应的字母,),A.,应测量重物,M,所受的重力,B.,弹簧测力计应在使用前调零,C.,细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,(3),某次实验中,该同学发现弹簧测力计,A,的指针稍稍超出量程,在保证现有器材不变的情况下怎样调整水平拉力,B,。,-,25,-,答案,:,(1)3,.,6,(2)D,(3),减小拉,B,的力、减小,OB,与,OA,间的夹角,(,二者答一即可,),解析,:,(1),弹簧测力计的最小分度为,0,.,2,N,故读数为,3,.,6,N;,(2),本实验是利用共点力的平衡验证平行四边形定则,实验中必须知道,O,点所受的各个力的大小和方向,A,是必须的,;,对于弹簧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