沪科版必修1 实验：探究合力与分力的关系 学案.docx

学案2实验：探究合力与分力的关系目标定位1.探究互成角度的两个力合成的平行四边形定则.2.练习用作图法求两个力的合力一、实验原理一个力f的作用效果与两个共点力f1和f2的共同作用效果都是把橡筋条结点拉伸到某点，则f为f1和f2的合力，作出f的图示，再根据力的平行四边形定则作出f1和f2的合力f的图示，比较f与f在实验误差允许范围内是否_，即得到互成角度的两个力合成遵从平行四边形定则二、实验器材方木板、白纸、图钉若干、细芯铅笔、橡皮筋一段、细绳套两个、弹簧测力计两个、_、_.三、实验过程1仪器的安装(1)钉白纸：用图钉把一张白纸钉在方木板上，将方木板放在水平桌面上(2)拴绳套：用图钉把橡皮筋的一端固定在木板上的a点，在橡皮筋的另一端拴上两条细绳套2操作与记录(1)两力拉：用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点到达某一位置o(如图1所示)用铅笔描下结点o的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数图1(2)一力拉：只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮筋的结点拉到与前面相同的位置o，记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向3作图对比(1)理论值：在白纸上按比例从o点开始作出两个弹簧测力计同时拉橡皮筋时拉力f1图2和f2的图示，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力f.(2)测量值：按同样的比例用刻度尺从o点起作出一个弹簧测力计拉橡皮筋时拉力f的图示，如图2所示(3)相比较：比较f与用平行四边形定则求得的合力f在实验误差允许的范围内是否重合4重复改变两个分力f1和f2的大小和夹角，再重复实验两次，比较每次的f与f在实验误差允许的范围内是否相等四、误差分析1弹簧测力计使用前没调零会造成误差2使用中，弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间或弹簧测力计的外壳和纸面之间有摩擦力存在会造成误差3两次测量拉力时，橡皮筋的结点没有拉到同一点会造成偶然误差4两个分力的夹角太小或太大，f1、f2数值太小，应用平行四边形定则作图时，会造成偶然误差五、注意事项1结点(1)定位o点时要力求准确；(2)同一次实验中橡皮筋拉长后的o点必须保持位置不变2拉力(1)用弹簧测力计测拉力时要使拉力沿弹簧测力计轴线方向；(2)应使橡皮筋、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内；(3)两个分力f1、f2间的夹角不要太大或太小3作图(1)在同一次实验中，选定的比例要相同；(2)严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形，求出合力例1李明同学在做“探究合力与分力的关系”实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置o以及两只弹簧测力计拉力的大小，如图3(a)所示图3(1)试在图(a)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)(多选)有关此实验，下列叙述正确的是()a两弹簧测力计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，两弹簧测力计的拉力是分力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测力计拉力的效果相同d若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而保持橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可(3)如图(b)所示是李明和张华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是用一只弹簧测力计拉时的图示)_.(4)在以上比较符合实验事实的一位同学的实验中，造成误差的主要原因是：(至少写出两种情况)_.例2在“探究合力与分力的关系”的实验中某同学的实验情况如图4所示，其中a为固定橡皮筋的图钉，o为橡皮筋与细绳的结点，ob和oc为细绳图4(1)本实验采用的科学方法是()a理想实验法 b等效替代法c控制变量法 d建立物理模型法(2)(多选)本实验中，采取下列哪些方法和步骤可以减小实验误差()a两个分力f1、f2间的夹角越大越好b拉橡皮筋的细绳要稍长一些c实验中，弹簧测力计必须与木板平行d读数时视线要正对弹簧测力计刻度1.(多选)在做完“探究合力与分力的关系”实验后，某同学将其实验操作过程进行了回顾，并在笔记本上记下如下几条体会，你认为他的体会中正确的是()a用两只弹簧测力计拉橡皮筋时，应使两细绳套间的夹角为90，以便算出合力的大小b用两只弹簧测力计拉橡皮筋时合力的图示f与用一只弹簧测力计拉橡皮筋时力的图示f不完全重合，在误差允许范围内，可以说明“力的平行四边形定则”成立c若f1、f2方向不变，而大小各增加1 n，则合力的方向也不变，大小也增加1 nd在用弹簧测力计拉橡皮筋时，应使弹簧测力计的弹簧与木板平面平行2某同学用如图5所示的实验装置来探究合力与分力的关系弹簧测力计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点的位置和拉线方向图5(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答案精析知识探究一、问题设计大小相等、方向相同二、实验器材三角板刻度尺典例精析例1(1)如图所示(2)ac(3)张华的实验比较符合实验事实(4)f1的方向比真实方向偏左；f2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左；作图时两虚线不分别与f1线和f2线平行例2(1)b(2)bcd解析(1)本实验是采用等效替代的原理，当两个力作用使橡皮筋结点o伸长到某一点，另一个力作用也使橡皮筋结点o伸长到同一点时，这个力就是前两个力的合力，选b.(2)本实验中两弹簧测力计所拉绳间的夹角一般在60到120之间较合适，a错误；为了减小误差，便于确定两拉力的方向，拉橡皮筋的细绳要稍长一些，且必须使橡皮筋、细绳、弹