实验：《探究共点力合成的规律》.ppt

课 前 小 检 测（50分） 1.在倾角为的斜面上，放一个质量为m的光滑小球，小球被挡 板挡住，如图所示，改变挡板P与斜面间 的夹角，使挡板受的 压力最小，则这一 最小压力 等于 （10分） A.mgtan B.mgsin C.mg/cos D.mgcos 2.一个重球用绳挂在光滑的竖直墙上，设球重和绳长都不变，当 球的半径增大时，如图所示，则（10分） A.绳受的拉力不变，墙受的压力不变 B.绳的拉力和墙对球的支持力都增大 C.绳的拉力和墙对球的支持力都减小 D.绳的拉力增大，墙对球的支持力减小 3.如图所示，A、B的重力分别是40N和 100N，滑轮的摩擦及绳的重力均不计， B与水平面间的增大静摩擦力为40N；求： （1）B受到地面的静摩擦力和支持力 （2）给B加向左的多大的水平拉力可使B 恰好开始向左运动？（30分）,实验： 探究共点力 合成的规律,【实验目的】 探究互成角度的两个力合成时所遵循的规律平行 四边形定则 【实验原理】 一个力F的作用效果和两个分力F1、F2的作用效 果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点,所 以力F就是这两个力F1和F2的合力,作出力F的图示. 再根据平行四边形定则作出力F1 和F2 的合力F的图 示,比较F和F的大小和方向是否相同,若相同,则说 明互成角度两个力合成时遵循平行四边形定则.,【实验器材】 方木板一块、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)、细芯铅笔. 【实验步骤】 1.用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上.并用图钉 把橡皮条的一端固定在A点,橡皮条的另一端拴上两个细 绳套. 2.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉 像皮条,使橡皮条伸长到某一位置O,如图1所示,记录两弹 簧测力计的读数,用铅笔描下O点的位置， 此时两细绳套 的方向.,3.只用一只弹簧测力计通过细绳套 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. 4.用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画直 线,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和 F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边 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.,5.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出只 用一只弹簧测力计的拉力F的图示. 6.比较一下,力F与用平行四边形定则求出的合力F 的大小和方向是否相同. 白纸钉在木板处,两秤同拉有角度,读数画 线选标度,再用一秤拉同处,作出力的矢量图.,锦囊妙诀,交流与思考 每次实验都必须保证结点的位置保持 不变,这体现了怎样的物理思想方法？若两次橡皮条 的伸长长度相同,能否验证平行四边形定则？ 每次实验保证结点位置保持不变,即两次橡皮 筋的伸长长度和伸长方向相同，是为了使合力的作用 效果与两个分力共同作用的效果相同，这是物理学中 等效替换的思想方法.由于力不仅有大小,还有方向， 若两次橡皮条的伸长长度相同但结点位置不同，说明 两次效果不同,不满足合力与分力的关系,不能验证平 行四边形定则.,提示：,【注意事项】 1.不要直接以橡皮条端点为结点,可拴一短细绳连两细绳套,以三绳交点为结点,应使结点小些,以便准确地记录结点O的位置. 2.使用弹簧秤前,应先调节零刻度,使用时不超过量程,拉弹簧秤时,应使弹簧秤与木板平行. 3.在同一次实验中,橡皮条伸长时的结点位置要相同.4.被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致,拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦. 5.读数时应正对、平视刻度. 6.两拉力F1和F2夹角不宜过小,作力的图示,标度要一致.,【误差分析】 1.用两个测力计拉橡皮条时,橡皮条、细绳和测力计 不在同一个平面内, 2.结点O的位置和两个测力计的方向画得不准,造成 作图的误差. 3.两个分力的起始夹角太大,如大于120,再重做 两次实验，为保证结点O位置不变（即保证合力不 变),则变化范围不大，因而测力计示数变化不显 著,读数误差大. 4.作图比例不恰当造成作图误差.,交流与思考 实验时由作图法得到的合力F和单个测 力计测量的实际合力F忘记标注而造成错乱,你如何 加以区分? 由弹簧测力计测量合力时必 须使橡皮条伸直,所以与AO共线 的合力表示由单个测力计测量得 到的实际合力F，不共线的合 力表示由作图法得到的合力F.,【例1】 在做“互成角度的两个力的合成”实验时,橡 皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧秤把橡皮条的另一 端拉到某一确定的O点,以下操作中错误的是 （ ） A.同一次实验过程中,O点位置允许变动 B.实验中,弹簧秤必须与木板平行,读数时视线要正对弹 簧秤刻度 C.实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量 程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向,把橡 皮条另一端拉到O点 D.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,两弹簧秤之间 夹角应取90,以便于算出合力的大小,典 例 剖 析,ACD,思路点拨 (1)该实验中怎样使合力与分力产生的效果 相同? (2)实验操作中要注意哪些问题? 解析 从橡皮条固定点到O点的连线方向,是合力的作用 线方向,如果O点变动,那么合力的大小、方向都要变化， 就不能验证力的平行四边形定则,故A选项错.C选项中,因 一个弹簧秤已拉到最大量程,再通过另一个弹簧秤拉橡皮 条到O点时,另一个弹簧秤可能超过最大量程,造成损坏, 或读数不准,故C选项错.互成角度的两个力的合成,是利用 平行四边形定则合成的,两个分力成任意角度都适用,不必 成90角,故D选项错. 答案 ACD,【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5 N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计. 沿着两个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. 这时弹簧测力计的读数可从 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)在下左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. (3)下右两图是两位同学得到的实验 结果,其中哪一个图符合实际?若合力 测量值F是准确的，则F与F有误 差的原因可能是哪些?,(1)读数时要符合有效数字的要求. (2)合理选取标度,作出两分力,再应用平行四边形定则作出合力. (3)F是用一个测力计拉橡皮条所得到的,应在什么方向上?,解析：(1)弹簧测力计的最小刻度为0.1 N,读数时应估读一位,所以读数分别为2.50N和4.00N. (2)取一个小方格的边长表示0