力的合成实验

第第 1 页页 共共 4 页页 3 43 4 实验 探究共点力的合成实验 探究共点力的合成 一 一 实验目的实验目的 探究两个共点力的合成 探究两个共点力的合成 二 二 实验原理实验原理 力的平行四边形定则是本实验力的平行四边形定则是本实验的原理 由它求出两的原理 由它求出两分力分力的合力的合力 F 再将再将 F 与由与由 实验求出的实验求出的 F1和和 F2的合力的合力 F 进行比较 从而验证平行四边形定则 进行比较 从而验证平行四边形定则 三 三 实验器材实验器材 木板 图钉 白纸 橡皮筋 弹簧测力计 木板 图钉 白纸 橡皮筋 弹簧测力计 2 2 个 个 刻度尺 量角器 细绳套 刻度尺 量角器 细绳套 两个 两个 细芯铅笔 细芯铅笔 四 四 实验探究实验探究 下面我们通过实验探究一下两个共点力的合力大小与分力的关系 下面我们通过实验探究一下两个共点力的合力大小与分力的关系 1 1 实验步骤 实验步骤 1 1 用图钉把白纸固定在水平桌面的方木板上 用图钉把白纸固定在水平桌面的方木板上 2 2 用图钉把橡皮条的一端固定在用图钉把橡皮条的一端固定在 A A 点上 橡皮条的另点上 橡皮条的另 一端拴上两个细绳套 一端拴上两个细绳套 3 3 用两个弹簧秤分别勾住细绳套 互成角度地拉橡皮用两个弹簧秤分别勾住细绳套 互成角度地拉橡皮 条 将节点拉到某一位置条 将节点拉到某一位置 O O 如图 如图 1 1 记录两弹簧秤 记录两弹簧秤 的读数 的读数 F F1 1 F F2 2力的大小 力的大小 用铅笔描下 用铅笔描下 O O 点位置及此时两条细绳套的方向 力的方点位置及此时两条细绳套的方向 力的方 向 向 4 4 去掉一个测力计 只用一个弹簧秤勾住细绳套 把橡皮条的节点拉到同一位置去掉一个测力计 只用一个弹簧秤勾住细绳套 把橡皮条的节点拉到同一位置 O O 记下此时秤的示数 记下此时秤的示数 F 及细绳的方向 及细绳的方向 5 5 取下白纸 取下白纸 用铅笔和刻度尺从用铅笔和刻度尺从 O O 点沿两条细绳方向画直线 按一定比例 用有向点沿两条细绳方向画直线 按一定比例 用有向 线段在纸上画出线段在纸上画出 F1 F2和和 F 以 以 F1和和 F2为邻边作平行四边形 为邻边作平行四边形 F1与与 F2之间的对角线之间的对角线 用用 F F 表示 表示 6 6 比比 较较 F F 与与 F F 的大小和方向 的大小和方向 F 与与 F 之间的夹角记为之间的夹角记为 7 7 改变改变 F F1 1 和和 F F2 2 的大小和夹角 重复以上实验 将结果填入下列表格中 的大小和夹角 重复以上实验 将结果填入下列表格中 A O 图 1 第第 2 页页 共共 4 页页 表 表 1 1 探究力的合成 探究力的合成 试验次数试验次数F F1 1 F F1 1 F F F F F F N 1 1 2 2 3 3 4 4 结论 结论 1 1 两个或多个分力的作用效果与一个力的作用效果相同 两个或多个分力的作用效果与一个力的作用效果相同 2 2 两个或多个力的合成遵循平行四边形定则 两个或多个力的合成遵循平行四边形定则 3 3 F F 和和 F 在误差范围内重合 在误差范围内重合 2 2 注意事项 注意事项 1 1 弹簧秤选取方法是 将两只弹簧秤调零厚互钩水平对拉 若两只弹簧秤在对拉过程 弹簧秤选取方法是 将两只弹簧秤调零厚互钩水平对拉 若两只弹簧秤在对拉过程 中读数相同 则可选 若读数不同 应另换 直到相同为止 中读数相同 则可选 若读数不同 应另换 直到相同为止 2 2 实验前 首先检查指针是否在零刻度线上 若不在应校正零位 无法校正的 要记实验前 首先检查指针是否在零刻度线上 若不在应校正零位 无法校正的 要记 录零误差 录零误差 实验中 弹簧秤必须保持与木板平行 使用时不能超过弹性限度 读数时 实验中 弹簧秤必须保持与木板平行 使用时不能超过弹性限度 读数时 应正对 平视刻度 估读到最小刻度的下一位 应正对 平视刻度 估读到最小刻度的下一位 3 3 不要用老化橡皮筋检查方法时用一个弹簧拉橡皮筋 要反复做几次使橡皮筋拉到相 不要用老化橡皮筋检查方法时用一个弹簧拉橡皮筋 要反复做几次使橡皮筋拉到相 同的尺度 看弹簧秤示数有无变化 同的尺度 看弹簧秤示数有无变化 4 4 不要直接以橡皮筋端点为节点 可拴一细绳连两细绳套 以三绳交点为节点 且节 不要直接以橡皮筋端点为节点 可拴一细绳连两细绳套 以三绳交点为节点 且节 点应小点 以便准确记录点应小点 以便准确记录 O O 点位置 点位置 5 5 细绳套应适当长些 便于确定力的方向 不要直接沿细绳套方向画直线 应在细绳 细绳套应适当长些 便于确定力的方向 不要直接沿细绳套方向画直线 应在细绳 套末端用铅笔画一个点 去掉细绳套后 再将所标点与套末端用铅笔画一个点 去掉细绳套后 再将所标点与 O O 点连线用来确定力的方向 点连线用来确定力的方向 6 6 本次实验中 以橡皮条的伸长 节点到达某一位置 来衡量力 本次实验中 以橡皮条的伸长 节点到达某一位置 来衡量力 的作用效果 因此 在同一次实验中应使两种情况下节点到达同一的作用效果 因此 在同一次实验中应使两种情况下节点到达同一 位置 位置 O F1 F2 F F 第第 3 页页 共共 4 页页 7 7 画力的图示时 标度的选取应恰当 要严格按几何作图法求合力 画力的图示时 标度的选取应恰当 要严格按几何作图法求合力 3 3 数据处理及误差分析数据处理及误差分析 以以 F F1 1 F F2 2为邻边作平行四边形 并作出对角线为邻边作平行四边形 并作出对角线 F F 与与 F F 比较 如右图 比较 如右图 F F 和和 F 在在 误差范围内重合 误差范围内重合 本实验的主要误差来源于读数 作图 此外还有弹簧秤本身的误差 因此 首先应本实验的主要误差来源于读数 作图 此外还有弹簧秤本身的误差 因此 首先应 检查弹簧秤的零点是否准确 在实验中拉细绳时必须与木板平行 读数时眼睛一定要正检查弹簧秤的零点是否准确 在实验中拉细绳时必须与木板平行 读数时眼睛一定要正 对刻度 按有效数字记录示数 作图时要准确 两个分力对刻度 按有效数字记录示数 作图时要准确 两个分力 F F1 1 和和 F F2 2 间夹角不能太大或间夹角不能太大或 太小 要按实验的要求进行操作 读数 作图 即使存在误差 也应该是正常的 不能太小 要按实验的要求进行操作 读数 作图 即使存在误差 也应该是正常的 不能 用数据拼凑使实验非常完美 也不能只用特殊角度而不管其一般性 用数据拼凑使实验非常完美 也不能只用特殊角度而不管其一般性 合作探究合作探究 例题例题 将下述实验步骤按正确顺序用数字排列应是将下述实验步骤按正确顺序用数字排列应是 1 在白纸上按比例做出两个力在白纸上按比例做出两个力 F1和和 F2的图示 根据平行四边形定则作图求出合力的图示 根据平行四边形定则作图求出合力 F 2 只用一只弹簧秤 通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置只用一只弹簧秤 通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置 3 记下两弹簧秤读数 描出两力的方向记下两弹簧秤读数 描出两力的方向 4 在水平放置的木板上 垫一张白纸 把橡皮条的一端固定板上在水平放置的木板上 垫一张白纸 把橡皮条的一端固定板上 A 点 用两条细绳点 用两条细绳 连接在橡皮条的另一端 通过细绳同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条 使橡皮连接在橡皮条的另一端 通过细绳同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条 使橡皮 条与细绳的连接点到达某一位置 并记下此位置条与细绳的连接点到达某一位置 并记下此位置 5 记下弹簧秤的读数记下弹簧秤的读数 F 和细绳方向 按同一比例做出这个力的图示和细绳方向 按同一比例做出这个力的图示 比较这个实测合比较这个实测合 力和按平行四边形法则求出的合力力和按平行四边形法则求出的合力 F 看它们的大小和方向是否相同 看它们的大小和方向是否相同 6 改变两弹簧秤拉力的大小和方向 重做两次实验 从实验得出结论改变两弹簧秤拉力的大小和方向 重做两次实验 从实验得出结论 当堂检测当堂检测 1 1 在在 探究共点力合成的规律探究共点力合成的规律 的实验中 的实验中 某同学的实验情况如图甲所示 其中某同学的实验情况如图甲所示 其中 A A 为为 固定橡皮筋的图钉 固定橡皮筋的图钉 O O 为橡皮筋与细绳的结为橡皮筋与细绳的结 点 点 OBOB 与与 OCOC 为细绳 为细绳 1 1 图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示 则下列说法中正确的是 图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示 则下列说法中正确的是 第第 4 页页 共共 4 页页 A A 图乙中力图乙中力 F F 是力是力 F F1 1和和 F F2 2合力的理论值 合力的理论值 F F 是力是力 F F1 1 和和 F F2 2合力的实际测量值合力的实际测量值 B B 图乙中图乙中 F F 是力是力 F F1 1和和 F F2 2合力的理论值 合力的理论值 F F 是力是力 F F1 1和和 F F2 2合力的实际测量值合力的实际测量值 C C 在实验中 如果将细绳换成橡皮条 那么对实验结果没有影响在实验中 如果将细绳换成橡皮条 那么对实验结果没有影响 D D 在实验中 如果将细绳换成橡皮条 那么对实验结果有较大的影响在实验中 如果将细绳换成橡皮条 那么对实验结果有较大的影响 2 2 本实验采用的科学方法是 本实验采用的科学方法是 A A 理想实验法理想实验法 B B 等效替代法等效替代法 C C 控制变量法控制变量法 D D 建立物理模型法建立物理模型法 3 3 关于本实验 下列说法中错误的是 关于本实验 下列说法中错误的是 A A 同一次实验中 同一次实验中 O O 点位置允许变动点位置允许变动 B B 画力的图示时 应选定恰当的标度 尽量使图画得大一些 但也不要太大而画出纸 画力的图示时 应选定恰当的标度 尽量使图画得大一些 但也不要太大而画出纸 外外 C C 实验中 把橡皮条的另一端拉到 实验中 把橡皮条的另一端拉到 O O 点时 两个弹簧测力计之间的夹角必须取点时 两个弹簧测力计之间的夹角必须取 90 90 D D 实验中 只要记录 实验中 只要记录 O O 点的位置和弹簧测力计的读书点的位置和弹簧测力计的读书 2 2 在在 探究共点力合成的规律探究共点力合成的规律 的实验中 采用哪些方法和步骤可以减小实验误差 的实验中 采用哪些方法和步骤可以减小实验误差 A A 两个分力两个分力 F F1 1 F F2 2间的夹角要适当大些间的夹角要适当大些 B B 两个分力两个分力 F F1 1 F F2 2的大小要适当大些的大小要适当大些 C C 拉橡皮条的细绳要稍长一些拉橡皮条的细绳要稍长一些 D D 实验前先把两个弹簧秤的钩子互相钩住实验前先把两个弹簧秤的钩子互相钩住 平放在桌子上平放在桌子上 向相反方向拉动向相反方向拉动 检查读数是检查读数是 否相同否相同 3 在在 共共点点的的两两个个力力的的合合成成 实实验验中中 得得