探究力的合成规律.doc

张家口市第一中学2016级高一实验班物理学案5 第三章 相互作用 备课: 张宏伟 审核: 伊志艳 班级 姓名 日期： 月 日探究合力与分力的关系力的平行四边形定则实验目的：1.验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则； 2.通过验证力的平行四边形定则，培养用图象法处理实验数据并得出结论的能力实验原理： 使某个力F的作用效果以及F1与F2的共同作用效果都是使橡皮条伸长到同一点，所以F为F1和F2的合力，作出F的图示，再根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示，比较F、F，分析在实验误差允许的范围内是否大小相等、方向相同实验器材方木板一块，白纸，_，橡皮条，细绳和细绳套各两个，_，刻度尺，图钉几个，铅笔实验步骤(1)在实验桌上平放一块方木板，然后在方木板上铺一张白纸，注意白纸的固定位置，用图钉把白纸固定在方木板上(2)用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端系上两条细绳，两条细绳的另一端各系着绳套(3)用两个弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.(4)用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向，读出并记录两个弹簧测力计的示数(5)用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿着两条细绳的方向画直线，按照一定的标度作出两个力F1和F2的图示，用平行四边形定则求出合力F.(6)只用一个弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样位置O，读出并记录弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示(7)比较力F与合力F的大小和方向，看它们在实验误差允许的范围内是否大小相等、方向相同(8)改变两个分力F1和F2的大小和夹角，再做两次实验实验结论 。讨论与交流：1、由作图法得到的F和实际测量得到的F有可能完全符合吗，为什么？2、本实验误差的主要来源是什么?注意事项：(1)要选用规格、性能完全相同的两个弹簧秤;弹簧秤使用前要校零，在竖直位置已校正好零点的弹簧秤，到水平位置使用时，仍然要重新调零. (2)实验过程中在使用弹簧秤的时候，要注意使弹簧秤与木板平面平行.(3)选用的橡皮条应富有弹性，能发生弹性形变，同一次实验中，橡皮条拉长后的结点的位置必须保持不变(4)在满足合力不超过弹簧秤的量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应该使拉力尽量大一些，以减小实验中的误差(5)画力的图示时，应选定恰当的单位长度作为标度；作力的合成图时，应尽量将图画得大一些，但也不要太大而画出纸外，要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力(6)由作图法得到的F和实际测量得到的F不可能完全符合，只要在误差允许的范围内符合即可实验减小误差的方法：1测力计使用前要校准零点。2方木板应水平放置。3弹簧伸长方向和所测拉力方向应一致,并与木板平行.4两个分力和合力都应尽可能大些，读数时注意弹簧秤的量程及最小刻度.5拉橡皮条的细线要长些,标记两条细线方向的两点要尽可能远些.6两个分力间的夹角不宜过大或过小,一般取60120为宜.7.在画力的合成图时,要恰当选定标度.例1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点的位置和拉线的方向(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校零C拉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，请您提出两个解决办法 例2.李明同学在做“互成角度的两个力的合成”实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧秤拉力的大小如图所示(1)试在图中作出无实验误差情况下 F1和F2的合力图示，并用F表示此力(2)有关此实验，下列叙述正确的是_A两弹簧秤的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B橡皮筋的拉力是合力，两弹簧秤的拉力是分力C两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O.这样做的目的是保证两次弹簧秤拉力的效果相同D若只增大某一只弹簧秤的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧秤拉力的大小即可.如图所示是张华和李明两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个实验比较符合实验事实？(力F是用一只弹簧秤拉时的图示)同步练习:1在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条 实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的_（填字母代号）A将橡皮条拉伸相同长度即可 B将橡皮条沿相同方向拉到相同长度C将弹簧秤都拉伸到相同刻度 D将橡皮条和绳的结点拉到相同位置 同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是_（填字母代号）A两细绳必须等长B弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大D拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要近些2在“探究共点力合成规律”的实验中，某同学经历了以下实验步骤：A在白纸上按比例做出两个力F1和F2的图示，根据平行四边形定则作图求出合力F；B只用一个测力计，通过细绳把橡皮筋拉同样长度；C记下两个测力计F1和F2的读数，并且记录它们的方向；D在水平放置的木板上，垫一张白纸，把橡皮筋的一端固定在板上P点，用两条细绳连接在橡皮筋的另一端，通过细绳同时用两个测力计互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋与细绳的连接点到达某一位置O，并记下此位置，如图所示；E记下测力计的读数F和细绳方向，按同一比例作出这个力的图示，比较这个实测合力F 和按平行四边形定则求出的合力F，看它们的大小和方向是否相近；F用刻度尺测量出P、O之间的距离并记录；G改变两测力计拉力的大小和方向，多次重复实验，从实验得出结论 上述实验步骤有明显的错误，这个步骤是_（填选项前的字母）；正确的操作应为_； 上述实验步骤中有一步骤是多余的，这个步骤是_（填选项前的字母）； 将以上实验步骤按正确顺序排列，应为_（填选项前的字母）3在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤 为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：弹力F/N0.501.001.502.002.503.003.50伸长量x/102m0.741