XX省专用学年高中物理第三章相互作用实验探究求合力方法讲义含解析新人教必修

XX省专用学年高中物理第三章互相作用实验研究求协力的方法讲义含分析新人教版必修XX省专用学年高中物理第三章互相作用实验研究求协力的方法讲义含分析新人教版必修PAGEXX省专用学年高中物理第三章互相作用实验研究求协力的方法讲义含分析新人教版必修实验：研究求协力的方法一、实验目的1．练惯用作图法求两个力的协力。2．考证互成角度的两个力合成的平行四边形定章。二、实验原理一个力F的作用见效与两个共点力F1和F2的共同作用见效都是把橡皮条结点拉伸到某点，则F为F1和F2的协力，作出F的图示，再依据力的平行四边形定章作出F1和F2的协力F′的图示，比较F′与F在实验偏差赞成范围内能否大小相等、方向相同，即获得互成角度的两个力合成能否依据平行四边形定章。三、实验器械方木板、白纸、图钉若干、细芯铅笔、橡皮条一段、细绳套两个、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺。四、实验步骤1．在方木板上用图钉固定一张白纸，如图甲所示，用图钉把橡皮条的一端固定在木板上A点，在橡皮条的另一端拴上两个细绳套。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将结点拉到某地点O，用铅笔描下结点的地点、细绳的方向，并记录两弹簧测力计的读数。3．如图乙所示，按适合的比率作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板，以F1、F2为邻边画出平行四边形，并画出对角线F′。4．用一个弹簧测力计把橡皮条拉到同一地点O，记下弹簧测力计的读数和细绳的方向，并用相同的比率作出这个力F的图示。5．比较F与F′的大小和方向，看它们在实验偏差赞成范围内能否相同，进而考证平行四边形定章。五、偏差分析1．使用中，弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间或弹簧测力计的外壳和纸面之间有摩擦力存在会惹起系统偏差。2．两次丈量拉力时，橡皮条的结点不能够能做到完满拉到同一点会造成有时偏差。3．两个分力的夹角太小或太大，F1、F2数值太小，应用平行四边形定章作图时，会造成有时偏差。六、注意事项1．结点(1)定位结点时要力争正确；(2)同一次实验中橡皮条结点地点必然保持不变。2．拉力(1)用弹簧测力计测拉力时要使拉力沿弹簧测力计轴线方向；(2)应使橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内；(3)两个分力F1、F2间的夹角不要太大或太小。3．作图(1)在同一次实验中，选定的比率要相同；(2)严格按力的图示要乞降作图法作出平行四边形，求出协力。[例1]某同学做“考证力的平行四边形定章”的实验状况如图甲所示，此中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。图乙是在白纸上依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，方向必然沿AO方向的是________。(2)本实验采纳的科学方法是________。A．理想实验法B．等效代替法C．控制变量法D．成立物理模型法(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，结点抵达某一地点O，记录下O点的地点，读出两个弹簧测力计的示数；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，并用平行四边形定章求出协力F；E．只用一只弹簧测力计，经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，看它们能否相同，得出结论。上述步骤中，①有重要遗漏的步骤的序号是________和________；②遗漏的内容分别是____________和____________。[分析](1)F′是一根弹簧作用时，把橡皮条的结点拉到同一地点O的力，故F′必沿OA方向。(2)协力与分力是等效的，应选B。(3)力既要记录大小，还要记录方向。[答案](1)F′(2)B(3)①CE②C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地点O”[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5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计，每个沿着不一样样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，以以下图。这时弹簧测力计读数可从图中读出。(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)在以以下图的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的协力。[分析]两弹簧测力计的读数分别为4.00N和2.50N，作出协力以以下图。[答案](1)4.002.50(2)看法析图1.某同学在家中试一试考证平行四边形定章，他找到3条相同的橡皮筋(依据胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了以下实验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连结，结点为O，将第3条橡皮筋的另一端经过细绳挂一重物，以以下图。(1)(多项选择)为达成实验，下述操作中必要的是________。A．丈量细绳的长度B．丈量橡皮筋的原长C．丈量悬挂重物后橡皮筋的长度D．记录悬挂重物后结点O的地点(2)钉子地点固定，欲利用现有器械，改变条件再次考证，可采纳的方法是________________________________________________________________________。分析：(1)必要丈量橡皮筋的原长和悬挂重物后橡皮筋的长度，这样才能确立橡皮筋的伸长量。确立各力的大小，还需记录悬挂重物后结点O的地点，同时记下3条橡皮筋所在的方向，以便确立各拉力的方向，依据平行四边形定章做出协力的图示。所以，(1)中必要的是B、C、D。(2)改变条件再次考证可采纳改换不一样样的小重物的方法。答案：(1)BCD(2)改换不一样样的小重物2．某同学在学完“力的合成”后，想在家里做实验考证力的平行四边形定章。他从学校的实验室里借来两个弹簧测力计，按以下步骤进行实验。A．在墙上贴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F。C．将一根大概30cm长的细线从杯带中穿过，再将细线两头分别拴在两个弹簧测力计的挂钩上。在凑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甲所示。D．在白纸上按必然标度作出两个弹簧测力计的弹力的图示，如图乙所示，依据力的平行四边形定章可求出这两个力的协力F′。(1)在步骤C中，弹簧测力计的读数为________N。(2)在步骤D中，协力F′＝________N。(3)若________________________________，就能够考证力的平行四边形定章。分析：(1)弹簧测力计读数时需要估读，最后的读数要以有效数字的形式给出，依据题图甲弹簧测力计指针的地点，可读专心的大小为3.00N。(2)依据力的大小能够用线段的长度来表示，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，丈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，在实验偏差赞成的范围内能够考证力的平行四边形定章。答案：(1)3.00(2)(5.2±0.2)(3)F′在竖直方向且数值与F近似相等3．在研究求协力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是经过两细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧测力计经过细绳拉橡皮条。(1)(多项选择)实验对两次拉伸橡皮条的要求中，以下哪些说法是正确的________(填字母代号)。A．将橡皮条拉伸相同长度即可B．将橡皮条沿相同方向拉到相同长度C．将弹簧测力计都拉伸到相同刻度D．将橡皮条和绳的结点拉到相同地点(2)(多项选择)同学们在操作过程中有以下议论，此中对减小实验偏差有利的说法是________(填字母代号)。A．两细绳必然等长B．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行C．用两弹簧测力计同时拉细绳时两弹簧测力计示数之差应尽可能大D．拉橡皮条的细绳要长些，标志同一细绳方向的两点要远些分析：(1)实验中两次拉伸橡皮条时，应要求两次的作用见效必然完满相同，即橡皮条被拉伸的方向、长度完满相同，所以答案选B、D。(2)对减小偏差有利的做法是B、D。B做法能保证分力与协力在同一平面内，减小了作图偏差；D做法能保证分力的方向丈量更正确，减小了丈量偏差。实验时两细绳不用等长，两弹簧测力计的示数也不用然要求相差较大，所以B、D正确。答案：(1)BD(2)BD4．在“研究求协力的方法”实验中，部分实验步骤以下，请达成有关内容：A．将一根橡皮条的一端固定在贴有白纸的竖直平坦木板上，另一端绑上两根细线。B．在此中一根细线上挂5个质量相等的钩码，使橡皮条拉伸，如图甲所示，记录：______、______、______。C．将钩码取下，分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码，用两圆滑硬棒B、C使两细线互成角度，如图乙所示，当心调整B、C的地点，使______________________________________________________________________________________________，记录____________、____________。答案：步骤B：钩码个数(或细线拉力)橡皮条与细线结点的地点O细线的方向(能反应细线方向的其余记录也能够)步骤C：橡皮条与细线结点的地点与步骤B中结点O的地点重合钩码个数(或细线拉力)对应的细线方向5．(1)在做“考证力的平行四边形定章”的实验中有同学各自画了以下力的图示，图中F1、F2是用两把弹簧测力计同时拉橡皮筋时各自的拉力，F′是用一把弹簧测力计拉橡皮筋时的拉力；画出了F1、F2、F′的图示，以表示F1、F2的有向线段为邻边画平行四边形，以F1、F2交点为起点的对角线用F表示，在以下四幅图中，只有一幅图是合理的，这幅图是________。(2)在做完实验后，某同学将其实验操作过程进行了回首，并在笔录本上记下以下几条意会，你以为他的意会中正确的选项是________。A．两根细绳套必然等长B．用两只弹簧测力计拉绳套时，两测力计的示数要相同C．若F1、F2方向不变，而大小各增添1N，则协力的方向也不变，大小也增添1ND．用两只弹簧测力计拉时协力的图示F与用一只弹簧测力计拉时图示F′不完满重合，在偏差赞成范围内，能够说明“力的平行四边形定章”成立分析：(1)依据实验的操作步骤，两个分力的协力的理论值可能会偏离用一个弹簧测力计拉橡皮筋时的拉力的实验值，用一个弹簧测力计拉橡皮筋时的拉力的方向必然和橡皮筋共线，可知图B正确。(2)两根细绳套不用然必然等长，选项A错误；用两只弹簧测力计拉绳套时，两测力计的示数不用然要相同，选项B错误；若F1、F2方向不变，而大小各增添1N，则协力的方向可能会改变，大小也不用然增添1N，选项C错误；用两只弹簧测力计拉时协力的图示F与用一只弹簧测力计拉时图示F′不完满重合，在偏差赞成范围内，能够说明“力的平行四边形定章”成立，选项D正确。答案：(1)B(2)D6．某同学用如图甲所示的装置研究求协力的方法。将一木板(图中未画出)竖直搁置与铁架台和轻弹簧所在平面平行。其部分实验操作以下，请达成以下有关内容：(1)如图甲，在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧尾端的地点O；(2)卸掉钩码此后将两细绳套系在弹簧下端，用两弹簧测力计将弹簧尾端拉到同一地点O，记录细绳套AO、BO的________及两弹簧测力计相应的读数。图乙中B弹簧测力计的读数为________N