实验探究求合力的方法--学生用

1、实验探究求合力的方法【实验目的】探究两个非共线力合成时满足的规律.【实验原理】一个力F '的作用效果和两个力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 Fi和F2的合力，作出力F '的图示.再作出力Fi和 F2的图示，比较 Fi、 F2和F '的大小和方向有何关系.【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,Fi和F2为邻边用刻度尺橡皮条的另一端拴上两个细绳套.2 用两只弹

2、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0,如图所示，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下0点的位置及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 0,记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向.按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数Fi和F2的图示，并以4. 用铅笔和刻度尺从结点 0沿两条细绳套方向画直线，作平行四边形，过 0点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示.5. 用铅笔和刻度尺从节点 0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.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

3、样的物理思想方法？若结点位置改变，能否验证平行四边形定则？【误差分析】i. 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，这样两个测 力计的水平分力的实际合力比由作图法得到的合力小.2结点0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 a太大，如大于i20°,再重做两次实验，为保证结点0位置不变（即保证合力不变），则a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？【注意事项】1. 不要直接以橡

4、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0的位置.2. 使用弹簧秤前，应先调节零刻度，使用时不超量程，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【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

5、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0点时，两弹簧秤之间夹角应取90。，以便于算出合力的大小【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. 1 N0点时，两根细绳相互垂直，如图2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) 在图 3 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

6、) 图(A) ( B)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？【例 3】请不用弹簧秤，只用三条相同的橡皮条、四个图钉、一把直尺和一支铅笔、三张白 纸、平木板来验证平行四边形法则.【例 10】. 某学生在互成角度二力合成的实验中，将橡皮条的一端固定在A 点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为 5N、最小分度为0.1N的弹簧秤.沿着两个 不同的方向拉弹簧秤，当橡皮条的活动端拉到 0点时，两根细绳相互垂直(如图) ，这 时弹簧秤的读数可从图中读出.由图可读得两个相互垂直的拉力大小为F1=N ,

7、F2=N。(只须读到0.1N)(2)在方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。素能提升1. 在“探究求合力的方法”的实验中，某同学的实验情况如图5甲所示，其中 A 为固定橡皮条的图钉，0为橡皮条与细绳的结点，0B和0C为细绳.(1) 图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示，下列说法中正确的是()A .图乙中的F是力Fi和F2合力的理论值，F'是力F!和F2合力的实际测量值B .图乙的F '是力Fi和F2合力的理论值，F是力Fi和F2合力的实际测量值C.在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么对实验结果没有影响D .在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么对实验结果有影响(

8、2) 本实验采用的科学方法是 (填字母代号)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. 在“验证力的平行四边形定则” 中，采取下列哪些方法和步骤可减小实验误差 ()A .两个分力Fi、F2间的夹角要适当大些B .两个分力Fi、F2的大小要适当大些C.拉橡皮条的细绳要稍长一些D .实验前先把两个弹簧秤的钩子互相钩住，平放在桌子上，向相反方向拉动，检查读数是 否相同3. 某同学在做“验证力的平行四边形定则”的实验中，主要实验步骤如下 :A .在桌面上放一块木板，在木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在木板上B 用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条

9、细绳，细绳的另一端打成绳套C.用两个弹簧秤分别勾住绳套，平行于木板且互成角度地拉橡皮条，把橡皮条的结点拉到 某一位置0,记录下0点的位置和两条细绳的方向，读出两个弹簧秤的示数D 按选好的比例，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧秤的拉力Fi和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力 FE. 只用一个弹簧秤，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧秤的示数， 记下细绳的方向, 按同一比例作出这个力 F'的图示F. 比较力F '和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论 上述步骤中：(1) 有重要遗漏的步骤序号是 ；(2) 遗漏的内容是 .4 在做“验证力的平行四边形定则 ”的实验中，在水平放置的

10、木板上垫一张白纸，把橡皮条 的一端固定在 A点上，另一端连接两根细线，然后通过细线用两个互成角度的弹簧秤来拉 橡皮条，使橡皮条伸长到某一点0,此时需记录下：(1) ,(2) ,(3) 然后改用一个弹簧秤把橡皮条拉到0点后再记录下：(4) ,(5) (6) 如图6所示，是该同学完成验证力的平行四边形定则实验操作后得到的数据图，请选 好比例在方框中作图完成该同学未完成的实验数据处理.【例10】通过让木块从斜面上端自静止起作匀速下滑，可以测出木块与斜面间的动摩擦因 数。若请你来完成此实验(说明：斜面倾角固定但角度未知，器材只能用常用的器材，且数量越少越好)，则：(1 )你所需的实验器材为：_(2)

11、需测量的数据为：(标明各测量数据的表示符号)(3) 动摩擦因数的计算式：J = 一。18如图单所示，为测定木块与斜面之间的动摩擦因数，某同学让木块从斜面上一端匀速下滑他使用的实验器材仅限于：倾角可调的倾斜 木板，木块，秒表，米尺 ，实验中应记录的数据是哪些 ？请写出计 算动摩擦因数的公式.16 .如图，是某同学做“互成角度的两 个力的合成”的实验时，在白纸上描下的 F1、F2和F'的方向。弹簧秤的示数为F1 =4.0 牛，F2=5.0牛，F' =7.8牛。请在图上用力的 图示法验证共点力合成的平行四边形定则。(3分)16 .如图，是某同学做“互成角度的两 个力的合成”的实验时，

12、在白纸上描下 的F1、F2和F'的方向。弹簧秤的示数为 F1=4.0 牛，F2=5.0 牛，F' =7.8 牛。请在 图上用力的图示法验证共点力合成的平 行四边形定则。(3分)作图要点：标度、F1、F2及合力F (对角线)、F'.3. 在“探究求合力的方法”的实验中(1 )有同学做了一系列步骤，其中的两个步骤是这样做的: 在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置0点，在白纸上记下 0点与两个弹簧秤的读数 Fi与F2； 只用一个弹簧秤通过细线沿原来的方向(即两个弹簧

13、同时拉时橡皮条伸长的方向)拉橡皮条，记下此时弹簧秤的读数F'和细线的方向。以上两个步骤中均有疏漏或错误，分别是在中 ；在中.(2)如图3.4-3所示，使b弹簧秤从图示位置开始缓慢顺时针转动，在这过程中，保持0点的位置和a弹簧秤的拉伸方向不变，则在整个过程中，关于a、b两弹簧秤示数的变化情况是A . a示数增大B. a示数减小C. a示数减小D. a示数减小bH | I ! ! I ；)©b示数减小b示数先增大后减小b示数增大b示数先减小后增大3. (1)在中未固定白纸，漏测两细线的方向; 在中应使结点与0点重合。(2) D图 3.4-34. (1)下图是两个同学做“互成角度的两个力的合成”实验时得到的结果。他们得到使橡皮筋的结点拉到0点时所需的两个力Fi、F2及一个力时的F，并用平行