力的合成第课时实验探究求合力的方法

1、阅读练习册阅读练习册P68要点及周报第要点及周报第12期验证期验证【实验目的】【实验目的】 探究两个互成角度的力合成时满足的规律探究两个互成角度的力合成时满足的规律. .【实验原理】【实验原理】 利用等效法。利用等效法。 一个力一个力FF的作用效果和两个力的作用效果和两个力F F1 1、F F2 2的作的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点一点, ,所以力所以力FF就是这两个力就是这两个力F F1 1和和F F2 2的合力的合力, ,作出作出力力FF的图示的图示. .再作出力再作出力F F1 1 和和F F2 2 的图示的图示, ,比较比较

2、F F1 1 、 F F2 2和和FF的大小和方向有何关系的大小和方向有何关系. .实验实验: : 探究求合力的方法探究求合力的方法F1=10.0 NF2=6.8 NF合合=12.8 NO2N【实验器材实验器材】方木板一块、白纸、弹簧测力计方木板一块、白纸、弹簧测力计( (两只两只) )、橡皮条、橡皮条、 细绳套细绳套( (两个两个) )、三角板、刻度尺、图钉、三角板、刻度尺、图钉( (几个几个) ) 【实验步骤实验步骤】 1.用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上. .并并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点点, ,橡皮条的另一橡皮条

3、的另一端拴上两个细绳套端拴上两个细绳套. . 2.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉像皮条地拉像皮条, ,使橡皮条伸长到某一位置使橡皮条伸长到某一位置O,O,如图如图1 1所所示示, ,记录两弹簧测力计的读数记录两弹簧测力计的读数, ,用铅笔描下用铅笔描下O O点的位点的位置及此时两细绳套的方向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把橡皮条的结点拉到同样的位置O,O,记下弹簧测力计的读数和细绳套记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向的方向. .4.用铅笔和刻度尺从结点用铅

4、笔和刻度尺从结点O O沿两条细绳套方向画直沿两条细绳套方向画直线线, ,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F F1 1和和F F2 2的图示，并以的图示，并以F F1 1和和F F2 2为邻边用刻度尺作平行为邻边用刻度尺作平行四边形四边形, ,过过O O点画平行四边形的对角线，此对角线点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力即为合力F F的图示的图示. . 5.用铅笔和刻度尺从节点用铅笔和刻度尺从节点O O点按同样的标度沿记录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的方向作出只用一只弹簧测力计的拉力FF的图示的图示. .【注意事项注意事项

5、】 1.不要直接以橡皮条端点为结点不要直接以橡皮条端点为结点,可拴一短细绳连两可拴一短细绳连两细绳套细绳套,以三绳交点为结点以三绳交点为结点,应使结点小些应使结点小些,以便准确地记录以便准确地记录结点结点O的位置的位置. 2.使用弹簧秤前，应先调节零刻度，使用时不超量程使用弹簧秤前，应先调节零刻度，使用时不超量程,拉弹簧秤时拉弹簧秤时,应使弹簧秤与木板平行应使弹簧秤与木板平行. 3.在同一次实验中在同一次实验中,橡皮条伸长时的结点位置要相同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被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致,拉动拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦时弹簧不

6、可与外壳相碰或摩擦. 5.读数时应正对、平视刻度读数时应正对、平视刻度. 6.两拉力两拉力F1和和F2夹角不宜过小夹角不宜过小,作力的图示作力的图示,标度要一标度要一致致. 【误差分析【误差分析】 1.弹簧测力计本身的误差，读数误差。弹簧测力计本身的误差，读数误差。 2.结点结点O的位置和两个测力计的方向画得不准的位置和两个测力计的方向画得不准,作作图比例不恰当，造成作图的误差图比例不恰当，造成作图的误差. 3.两个分力的起始夹角两个分力的起始夹角太大或者太小太大或者太小, 用平行四用平行四边定则作出的合力边定则作出的合力F误差就越大。误差就越大。交流与思考交流与思考: : 1.每次实验都必须

7、保证结点的位置保持不变每次实验都必须保证结点的位置保持不变，这体这体现了怎样的物理思想方法？现了怎样的物理思想方法？ 等效替等效替代代的思想方法的思想方法2.若两次橡皮条的伸长长度相同若两次橡皮条的伸长长度相同，能否验证平行四能否验证平行四边形定则？边形定则？ 若两次橡皮条的伸长长度相同但结点位置不同，若两次橡皮条的伸长长度相同但结点位置不同，说明两次效果不同说明两次效果不同，不满足合力与分力的关系不满足合力与分力的关系，不不能验证平行四边形定则能验证平行四边形定则。 交流与思考交流与思考: : 3.等效法等效法在验证在验证平行四边形定则平行四边形定则中的作用是什么中的作用是什么？ 等效法等效

8、法是指两个弹簧测力计同时拉橡皮筋产生的是指两个弹簧测力计同时拉橡皮筋产生的形变与一个弹簧测力计单独拉橡皮筋产生的形变相同。形变与一个弹簧测力计单独拉橡皮筋产生的形变相同。应使两个弹簧测力计拉橡皮筋时结点的位置与一个弹应使两个弹簧测力计拉橡皮筋时结点的位置与一个弹簧测力计拉橡皮筋时结点的位置是同一个位置。簧测力计拉橡皮筋时结点的位置是同一个位置。4.作图法作图法在验证在验证平行四边形定则平行四边形定则中的作用是什么中的作用是什么？ 作图法作图法是用来验证是用来验证若若两个弹簧测力计拉力的合力两个弹簧测力计拉力的合力与单个弹簧测力计拉力的大小、方向是否相同的，反与单个弹簧测力计拉力的大小、方向是否

9、相同的，反映在图上就是两力是否重合。映在图上就是两力是否重合。 典例剖析典例剖析【例例1】 在做在做“互成角度的两个力的合成互成角度的两个力的合成”实验时实验时,橡橡皮条的一端固定在木板上皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧秤把橡皮条的另用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的一端拉到某一确定的O点点,以下操作中错误的是以下操作中错误的是 ( ) A.同一次实验过程中同一次实验过程中,O点位置允许变动点位置允许变动 B.实验中实验中,弹簧秤必须与木板平行弹簧秤必须与木板平行,读数时视线要正读数时视线要正对弹簧秤刻度对弹簧秤刻度 C.实验中实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大先将其中一个

10、弹簧秤沿某一方向拉到最大 量程量程,然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向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把橡皮条另一端拉到O点点 D.实验中实验中,把橡皮条的另一端拉到把橡皮条的另一端拉到O点时点时,两弹簧秤之两弹簧秤之 间夹角应取间夹角应取90,以便于算出合力的大小以便于算出合力的大小 ACD 思路点拨思路点拨 (1)该实验中怎样使合力与分力产生的效该实验中怎样使合力与分力产生的效 果相同果相同?(2)实验操作中要注意哪些问题实验操作中要注意哪些问题?解析解析 从橡皮条固定点到从橡皮条固定点到O点的连线方向点的连线方向,是合力的作是合力的作用线方向用线方向,如果

11、如果O点变动点变动,那么合力的大小、方向都要那么合力的大小、方向都要变化，就不能验证力的平行四边形定则变化，就不能验证力的平行四边形定则,故故A选项错选项错.C选项中选项中,因一个弹簧秤已拉到最大量程因一个弹簧秤已拉到最大量程,再通过另一再通过另一个弹簧秤拉橡皮条到个弹簧秤拉橡皮条到O点时点时,另一个弹簧秤可能超过最另一个弹簧秤可能超过最大量程大量程,造成损坏造成损坏,或读数不准或读数不准,故故C选项错选项错.互成角度互成角度的两个力的合成的两个力的合成,是利用平行四边形定则合成的是利用平行四边形定则合成的,两个两个分力成任意角度都适用分力成任意角度都适用,不必成不必成90角角,故故D选项错选

12、项错.答案答案 ACD 练习练习1.在在“探究求合力的方法探究求合力的方法”的实验中的实验中,某同学的实验情况如图某同学的实验情况如图5甲甲所示，其中所示，其中A为固定橡皮条的图钉为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点为橡皮条与细绳的结点,OB和和 OC为细绳为细绳.(1)图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示,下列说法中正下列说法中正确的是确的是( )A.图乙中的图乙中的F是力是力F1和和F2合力的理论值合力的理论值,F是力是力F1和和F2合力的实际合力的实际测量值测量值B.图乙的图乙的F是力是力F1和和F2合力的理论值合力的理论值,F是力是力F

13、1和和F2合力的实际测合力的实际测量值量值C.在实验中在实验中,如果将细绳也换成橡皮条如果将细绳也换成橡皮条,那么对实验那么对实验 结果没有影响结果没有影响D.在实验中在实验中,如果将细绳也换成橡皮条如果将细绳也换成橡皮条,那么对实验结果有影响那么对实验结果有影响 BC(2)本实验采用的科学方法是本实验采用的科学方法是_(填字母代号填字母代号)A.理想实验法理想实验法 B.等效替代法等效替代法C.控制变量法控制变量法 D.建立物理模型法建立物理模型法解析解析 (1)从图乙中可以看出从图乙中可以看出,F是根据平行四边是根据平行四边形定则作出的理论值形定则作出的理论值,F为合力的实际测量值为合力的

14、实际测量值;本实验本实验用两个弹簧秤拉像皮条和一个弹簧秤拉橡皮条效果相用两个弹簧秤拉像皮条和一个弹簧秤拉橡皮条效果相同同,都使结点都使结点O到达同一位置到达同一位置,至于至于OB、OC是细绳还是细绳还是橡皮条则没有关系是橡皮条则没有关系,故故B、C正确正确.(2)本实验采用的科学方法是等效替代法本实验采用的科学方法是等效替代法,B项正确项正确. 答案答案 (1) BC (2) B B2.在在“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”中中,采取下列哪些采取下列哪些 方法和步骤可减小实验误差方法和步骤可减小实验误差 ( ) A.两个分力两个分力F1、F2间的夹角要适当大些间的夹角要适当大些

15、B.两个分力两个分力F1、F2的大小要适当大些的大小要适当大些 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.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,平放在桌平放在桌 子上子上,向相反方向拉动向相反方向拉动,检查读数是否相同检查读数是否相同ABCD4.在做在做“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”的实验中，在水的实验中，在水 平放置的木板上垫一张白纸平放置的木板上垫一张白纸,把橡皮条的一端固定把橡皮条的一端固定 在在A点上点上,另一端连接两根细线另一端连接两根细线,然后通过细线用两然后通过细线用两 个互成角度的弹簧秤来拉橡皮条个互成角度的弹簧秤来拉橡皮条,使橡皮条伸长到使橡皮条伸长到 某一点某一点O,此时需记录下：此时需记录下： (1)_, (2)_, (3)_. 然后改用一个弹簧秤把橡皮条拉到然后改用一个弹簧秤把橡皮条拉到O点后再记录下：点后再记录下： (4)_, (5)_.点点 0 的位置的位置两细绳套的方向两细绳套的方向弹簧测力计的示数弹簧测力计的示数细绳套的方向细绳套的方向弹簧测力计的示数弹簧测力计的示数弹簧测力计的读数为弹簧测力计的读数为_N.答案答案 (1)3.