力的分解(导)学案

1、实验：验证力的平行四边形定则自主学习基础知识一、实验目的1 .验证互成角度的两个共点力合成的平行四边形定则2 .进一步练习作图法求两个共点力的合力二、实验原理如果使Fi、F2的共同作用效果与另一个力F'的作用效果相同（橡 皮条在某一方向伸长一定的长度），那么，F'就是力Fi、F2的合力.再 以FF2为邻边用平行四边形定则求出合力 F,那么在实验误差允许 范围内，F与F'应该大小相等、方向相同.三、实验器材方木板、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（若干）、铅笔合作探究重难疑点一、实验步骤1 .仪器的安装：用图钉把白纸钉在水平桌面上的

2、方木板上.用 图钉把橡皮条的一端固定在 A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套, 如图所示.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 地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置 0(如图所示).用铅 笔描下结点0的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读 数.(2)一力拉：只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点 拉到与前面相同的位置0,记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向.3 .作图与分析：(1)理论值：在白纸上按比例从 0点开始作出两个弹簧测力计同 时拉时弹簧测力计的拉力Fi和F2的图示，利用刻度尺和三角板根据(2)测量值：按同样的比例用刻度尺从。点起

3、作出一个弹簧测力计拉橡皮条时拉力F'的图示.(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相等.4 .重复做实验：改变两个分力Fi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.二、误差分析产生原因减小方法偶然误差读数正视、平视弹簧测力计刻度作图(1)两分力夹角在60120 之(2)弹簧测力计读数尽量大三、注意事项1 .弹簧测力计使用前要检查指针是否指在零刻度线上，否则应 校正零位(无法校正的要记录下零误差).还需用钩码检查是否存在示 值误差，若存在，应加以校正.2 .被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向

4、一致，拉动时弹簧不 可与外壳相碰或摩擦.3 .在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点O的位置一定要相同.4 .在具体实验时，两分力间夹角不宜过大，也不宜过小，以60° 120 °之间为宜.5 .读数时应正视、平视刻度6 .使用弹簧测力计测力时，读数应尽量大些，但不能超出它的测量范围.实验探究一实验原理和误差分析，例李明同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置 O点以及两只弹簧测力计拉力的大小，如图张华李明乙图 3 6 3(1)试在图甲中作出无实验误差情况下 Fi和F2的合力图示，并用 F表小此力.(2)(多选)有关此实验，下列叙述正确的是 .A

5、.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。.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要保证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)图乙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 )答： (4)在以上实验结果比较符合实验事实的一位同学中，造成误差的主要原因是：(至少写出两种情况)答： 【解析】(1)用平行四边形定则作图，即以 F” F2为两邻边作平行四

6、边形，对角线就表示合力 F.(标上箭头表明方向)(2)两分力可以同时大于合力，故A 正确；结点受三个力作用处于平衡状态，其中两弹簧测力计的拉力的合力与第三个力 橡皮筋拉力等大、反向，是一对平衡力，而橡皮筋的拉力不是合力，故B错；只有保证结点在同一位置才能说明作用效果相同，故C 对；若两个分力的大小变化而方向都不变，则合力必定变化，故D 错(3)作图法得到的F 必为平行四边形的对角线，单个弹簧测力计的拉力F' 一定与橡皮筋共线，故张华的实验比较符合实验事实.(4)F2 的大小比真实值偏小且方向比真实值方向偏左，作图时两虚线分别与Fi线和F2线不严格平行.(1)如图所示(2)AC(3)张华

7、做的符合实验事实(4)见解析实验探究二实验数据的处理(2012浙江高考)在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧测力计.(1)为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数, 得到的实验数据如下表：弹力F/N0.501.001.502.002.503.003.50伸x/10 m0.741.802.803.724.605.586.42用作图法求得该弹簧的劲度系数 k=N/m; (2)某次实验 中，弹簧测力计的指针位置如图3 64所示，其读数为 N;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N,请画出这两个共点 力的合力F合.图 3 6 4（3）由图

8、得至U F合=N.【解析】（1）根据表格数据描点，然后连成一条过原点的直线,如图所示，直线的斜率等于弹簧的劲度系数,3.5= 6.422 10 2 N/m =55 N/m.（2）读出弹簧测力计的读数为2.10 N（保留三位有效数字）.以O为 顶点，画出两弹簧的绳套方向就是两拉力方向， 再确定并画好力的标 度，画出两拉力的图示，以两拉力为邻边作出平行四边形，画出平行 四边形的对角线，即合力F合如图所示.（3）用刻度尺量出合力的长度， 根据确定的标度算出合力的大小.T A【答案】（1）55（ 2内均可）（2）2.10（说明：有效数字位数正确， X.02内均可）画法见解析 （3）3.3（说明：

9、77;0.2内均可）课时作业（十六）1. “探究求合力的方法”的实验原理是等效原理，其等效性是 指（）A.使弹簧测力计在两种情况下发生相同的形变B.使两分力与合力满足平行四边形定则C.使两次橡皮条伸长的长度相等D.使两次橡皮条与两绳套的结点都与 O点重合【解析】“探究求合力的方法”的实验中，两次拉伸橡皮条时，伸长的长度及伸长的方向均相同，两分力与合力的作用效果才相同， 才具有等效替代关系；因此C错误，D正确；实验过程中，弹簧测力 计的拉力的大小和方向是可以改变的，A错误；合力与分力间一定满 足平行四边形定则，不是人为造成的，故 B也错误.【答案】D2. （2015郑州质量检测）某同学利用如图3

10、65所示的装置探 究共点力合成的规律，图中GE是橡皮条，图甲表示用两个互成角度的拉力牵拉橡皮条，图乙表示用一个拉力牵拉橡皮条，下列说法正确的是（）3 65A.图甲中两个拉力的方向必须相互垂直8 .甲、乙两图中，橡皮条拉伸方向 EO必须水平C.甲、乙两图中必须将橡皮条拉到相同位置 OD.图甲中实验完成后，可更换橡皮条，继续进行图乙中实验【解析】 两次测量中拉力作用效果相同，因此必须将橡皮条拉 到相同位置O,不需要两个拉力相互垂直，拉伸方向也不需要必须水 平，实验中不能更换橡皮筋，故选 C.【答案】C9 .（多选）在做完“验证力的平行四边形定则”实验后，某同学 将其实验操作过程进行了回顾，并在笔记

11、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条时，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时合力的图示 F与用一只弹簧测力计拉 时图示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Fi、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条时，要使弹簧测力计的弹簧与木板 平面平行【解析】用两只弹簧拉橡皮条时，两细绳套的夹角约在 60°120。范围，实验中不需要计算出合力的大小，没必要非得把绳套间夹 角设定为90°, A错.实验中F与

12、F'的图示不一定完全重合，只要 两者长度差不多，夹角很小，就可以近似验证“力的平行四边形定则”，B对.Fi、F2夹角不确定，它们的大小与合力 F的大小关系不 确定，不能通过F1、F2大小的变化来确定F大小的变化，C错.为 减小读数和作图的误差，实验中用弹簧测力计拉橡皮条时，应使弹簧 测力计与木板平面平行且弹簧测力计的轴线沿橡皮条或细绳套方向， D对.【答案】BD图 3-6-610 在“探究求合力的方法”的实验中，根据实验数据画出力的 图示，如图3-6-6所示，图上标出FF2、F、F'四个力，其中（填上述字母）不是由弹簧测力计直接测得的；若 F与F'的 基本相等，基本相同

13、，说明力的平行四边形定则得 到了验证.【解析】 位于平行四边形对角线上的那个力是理论值， 不是真 正实验测量所对应的力，只要作出的对角线方向、长短与实验得到力 的有向线段差不多重合且等长，则在误差允许范围内，可认为平行四 边形定则得到了验证.【答案】 F'大小 方向11 某同学在学完“力的合成”后，想在家里做实验验证力的平 行四边形定则.他从学校的实验室里借来两个弹簧测力计，按如下步 骤进行实验.A .在墙上帖一张白纸用来记录弹簧测力计弹力的大小和方向B.在一个弹簧测力计的下端悬挂一装满水的水杯，记下静止时 弹簧测力计的读数FC.将一根大约30 cm长的细线从杯带中穿过，再将细线两端分

14、 别拴在两个弹簧测力计的挂钩上.在靠近白纸处用手对称地拉开细 线，使两个弹簧测力计的示数相等，在白纸上记下细线的方向，弹簧 测力计的示数如图367甲所示.D.在白纸上按一定标度作出两个弹簧测力计的弹力的图示，如 图乙所示，根据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力F'.3-6-7(1)在步骤C中，弹簧测力计的读数为 N.(2)在步骤D中，合力F' =N.(3)若 就可以验证力 的平行四边形定则.【解析】 (1)弹簧测力计读数时需要估读，最终的读数要以有 效数字的形式给出， 根据题图甲弹簧测力计指针的位置，可读出力 的大小为3.00 N.(2)根据力的大小可以用线段的长度来表示

15、，利用刻度尺和三角 板在题图乙上，由已知的两个力作出平行四边形， 测量出两力之间的 对角线的长度，与标度为1N的长度进行比较，可求出F'的大小为(5.2 0.2)N.(3)若F'在竖直方向且数值与F近似相等，在实验误差允许的范 围内可以验证力的平行四边形定则.【答案】(1)3.00 (2)(5.2 02) (3)F'在竖直方向且数值与 F近似相等1N PiFi 0*P*图 3 6 86. (2014江苏高考)小明通过实验验证力的平行四边形定则.(1)实验记录纸如图3-6- 8所示，O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力 Fi和F2的方向分别过Pi

16、 和P2点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力 F3的方向过P3点.三个 力的大小分别为Fi = 3.30 N、F2=3.85 N和F3 = 4.25 N.请根据图中 给出的标度作图求出Fi和F2的合力.(2)仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性 发生了变化，影响实验结果.他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸 到相同长度，发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋 弹性的影响.实验装置如图3-6-9所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板 上，橡皮筋的上端固定于 O点，下端N挂一重物.用与白纸平行的 水平力缓慢地移动N,在白纸上记录下N的轨迹.重复上述过程，再 次记录下N的轨迹.图

17、 3 6 9图 3-6- 10两次实验记录的轨迹如图3-610所示.过。点作一条直线与 轨迹交于a、b两点，则实验中橡皮筋分别被拉伸到 a和b时所受拉 力 Fa、 Fb的大/4关系为 .(3)(多选)根据(2)中的实验，可以得出的实验结果有()A.橡皮筋的长度与受到的拉力成正比B.两次受到的拉力相同时，橡皮筋第 2次的长度较长C.两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第 2次受到的拉力较大D.两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差 越大(4)根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实 验提出两点注意事项.【解析】(1)用直尺作出如图所示的力的示意图，得到 F合=4.64.9N都算对.(2)根据力的平衡F = mgtan 0,所以Fa=Fb, 0为橡皮筋被拉伸的 方向与竖直方向的夹角.