教科版物理必修一 第二章7 解密共点力合成的实验（讲义）

1、.高中物理解密共点力合成的实验一、考点打破：知识点考纲要求题型说明力的合成实验1. 理解合力与分力的等效性2. 掌握共点力的合成规律实验题选择题本知识点属于实验内容，高考中实验根本上一力一电的形式，所以本实验为力学实验的高频考点二、重难点提示：重难点：理解实验原理，并能利用合力与分力的等效性探究共点力合成规律。一、根本概念1. 合力与分力1定义：假如一个力的作用效果跟几个力共同作用的效果一样，这一个力就叫那几个力的合力，那几个力就叫这个力的分力。2逻辑关系：合力和分力是一种等效替代关系。2. 共点力：作用在物体上的力的作用线或作用线的反向延长线交于一点的两个或多个力。二、探究合成规律根本实验要

2、求规律方法总结1. 实验原理互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F产生一样的效果，看F1、F2用平行四边形定那么求出的合力F与F在实验误差允许范围内是否相等。2. 实验器材木板、白纸、图钉假设干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺。3. 实验步骤1用图钉把一张白纸钉在程度桌面上的木板上。2用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，如实验原理图所示。3用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定那么求出合力F。4只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面一样的位置O，记

3、下弹簧测力计的读数F和细绳的方向。5比较F与用平行四边形定那么求得的合力F，看它们在实验误差允许的范围内是否相等。1. 正确使用弹簧测力计1将两只弹簧测力计调零后程度互钩对拉过程中，读数一样，可选；假设不同，应另换或调校，直至一样为止。2使用时，读数应尽量大些，但不能超出范围。3被测力的方向应与轴线方向一致。4读数时应正对、平视刻度。2. 本卷须知1位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要一样。2角度适宜：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60°100°之间为宜。3在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一

4、些。细绳套应适当长一些，便于确定力的方向。4统一标度：在同一次实验中，画力的图示选定的标度要一样，并且要恰中选定标度，使力的图示稍大一些。3. 误差分析1误差来源：除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等。2减小误差的方法：实验过程中读数时，眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度，要按有效数字和弹簧测力计的精度正确读数和记录。作图时用刻度尺借助于三角板，使表示两力的对边一定要平行。考虑：1. 本实验一定要用量角器量出两分力之间的夹角吗？2. 两分力一定成直角吗？3. 本实验假设无弹簧秤，可以用橡皮筋取代吗？假设可以，需要测量哪些量？例题1 某同学做“验证力的平行四边形定那么的实验情况如图甲所

5、示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。1假如没有操作失误，图乙中的F与F两力中，方向一定沿AO方向的是_。2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3实验时，主要的步骤是：A. 在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B. 用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C. 用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示

6、数；D. 按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定那么求出合力F；E. 只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示；F. 比较F和F的大小和方向，看它们是否一样，得出结论。上述步骤中，有重要遗漏的步骤的序号是_和_；遗漏的内容分别是_和_。思路分析：1由一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿AO方向；而根据平行四边形定那么作出的合力，由于误差的存在，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是F。2一个力的作用效果与两个力的作用效果一样，它们的作用效果可以等效替代，故B正确。3根据

7、“验证力的平行四边形定那么实验的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E。在C中未记下两条细绳的方向，E中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置O。答案：1F2B3CEC中应加上“记下两条细绳的方向E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O例题2 某同学尝试用橡皮筋等器材验证力的平行四边形定那么，他找到两条一样的橡皮筋遵循胡克定律和假设干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端与细绳连接，结点为O，细绳下挂一重物，两橡皮筋的另一端也都连有细绳。实验时，先将一条橡皮筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子A上，另一条橡皮筋任其下垂，再将另一条橡皮筋的另一端的

8、细绳也固定在墙上的钉子B上，如下图。1为完成实验，下述操作中必须的是_a. 两橡皮筋的另一端连接的细绳a、b长度要一样b. 要测量橡皮筋的原长c. 要测量图中橡皮筋的长度d. 要记录图甲中结点O的位置及过结点O的竖直方向e. 要记录图乙中结点O的位置及过结点O的竖直方向2对该实验“两条一样的橡皮筋的要求理解正确的为_a. 橡皮筋的材料和原长一样即可b. 橡皮筋的材料和粗细一样即可c. 橡皮筋的材料、原长和粗细均要一样思路分析：1首先应明白该实验的实验原理，即用橡皮筋的伸长量来表示弹力的大小，所以实验中一定要测橡皮筋的长度，而没必要关心细绳a、b的长度，b和c是需要的，为了确保力的合成的等效性，

9、悬挂重物后结点O的位置必须一样，且是图乙中的，而不能是图甲中的，e是必需的。2为了能用橡皮筋的伸长量表示弹力大小，满足Fkx，应让k值一样，即橡皮筋的材料、粗细、原长均要一样，c正确。答案：1bce2c方法提升：等效法和作图法在探究力的合成与分解规律中的应用。1. 等效法是指两个弹簧测力计同时拉橡皮筋使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一样，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。2. 作图法是用来验证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、方向是否一样的。例题 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 N的弹簧测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测力计，当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳互相垂直，如下图。这时弹簧测力计的读数可从图中读出。1由图可读得两个互相垂直的拉力的大小分别为_ N和_ N。2在如下图的方