《實(shí)驗(yàn)：探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律》相互作用——力PPT
第一部分內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1.練習(xí)用作圖法求兩個力的合力。
2.驗(yàn)證兩個互成角度的力合成的平行四邊形定則。
實(shí)驗(yàn)原理
1．合力F′的確定：把一端固定的同一根橡皮條拉伸到某點(diǎn)，一次只用一個力F′的作用，另一次用兩個共點(diǎn)力F1與F2的共同作用，則F′為F1和F2的合力。
2．合力理論值F的確定：作出F1和F2的圖示，根據(jù)平行四邊形定則利用作圖法求得合力F。
3．平行四邊形定則的驗(yàn)證：在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，比較F′和F是否大小相等、方向相同。
實(shí)驗(yàn)器材
方木板、白紙、彈簧測力計兩個、橡皮條、細(xì)繩套、三角板、刻度尺、圖釘若干。
實(shí)驗(yàn)步驟與數(shù)據(jù)處理
1．用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上。
2．用圖釘把橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，橡皮條的另一端拴上兩個細(xì)繩套。
3．用兩個彈簧測力計分別勾住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到某一位置O，如圖甲所示。記錄兩彈簧測力計的讀數(shù)，用鉛筆描下O點(diǎn)的位置及此時兩細(xì)繩套的方向。
4．用鉛筆和刻度尺從O點(diǎn)沿兩個細(xì)繩套的方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這兩個彈簧測力計的讀數(shù)F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊用刻度尺作平行四邊形，過O點(diǎn)畫平行四邊形的對角線，此對角線即為合力F的圖示，如圖乙所示。
5．只用一個彈簧測力計通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置O，記下彈簧測力計的讀數(shù)和細(xì)繩套的方向，用刻度尺從O點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出這個彈簧測力計的拉力F′的圖示，如圖乙所示。
6．比較力F′與用平行四邊形定則求出的合力F在大小和方向上是否相同。
7．改變兩個力F1和F2的大小和夾角，再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次。
誤差分析
1．使用中，彈簧測力計的彈簧和外殼之間、指針和外殼之間或彈簧測力計的外殼和白紙之間有摩擦力存在會引起系統(tǒng)誤差。
2．兩次測量拉力時，橡皮條的結(jié)點(diǎn)不可能做到完全拉到同一點(diǎn)從而會造成偶然誤差。
3．兩個分力的夾角太小或太大，F(xiàn)1、F2數(shù)值太小，應(yīng)用平行四邊形定則作圖時，會造成偶然誤差。
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實(shí)驗(yàn)探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律PPT，第二部分內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)
考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理與操作
[典例1] “探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩，圖乙為白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求畫出的圖示。
(1)本實(shí)驗(yàn)中“等效替代”的含義是________。
A．橡皮條可以用細(xì)繩替代
B．左側(cè)彈簧測力計的作用效果可以替代右側(cè)彈簧測力計的作用效果
C．右側(cè)彈簧測力計的作用效果可以替代左側(cè)彈簧測力計的作用效果
D．兩彈簧測力計共同作用的效果可以用一個彈簧測力計的作用效果替代
(2)圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是________。
(3)[多選]下列措施中可減小實(shí)驗(yàn)誤差的是________。
A．拉橡皮條的細(xì)繩細(xì)些且長度適當(dāng)
B．拉橡皮條時，彈簧測力計、橡皮條、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板面平行
C．記錄彈簧測力計拉力方向時，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些
D．應(yīng)使拉力F1和F2的夾角為90°
[解析](1)本實(shí)驗(yàn)中“等效替代”的含義是兩彈簧測力計共同作用的效果可以用一個彈簧測力計的作用效果替代，故D正確。
(2)題圖乙中的F是合力的理論值，而F′是合力的實(shí)際值，兩力中，方向一定沿AO方向的是F′。
(3)拉橡皮條的細(xì)繩細(xì)些且長度適當(dāng)，以便確定力的方向，選項(xiàng)A正確；拉橡皮條時，彈簧測力計、橡皮條、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板面平行，選項(xiàng)B正確；記錄彈簧測力計拉力方向時，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些，這樣可減小記錄方向時產(chǎn)生的誤差，選項(xiàng)C正確；拉力F1和F2的夾角不一定為90°，大小適當(dāng)即可，選項(xiàng)D錯誤。
[對點(diǎn)訓(xùn)練]
1．做“探究兩個互成角度的力合成的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時：
(1)下列器材必需要用的是________(多選)。
(2)在做上述實(shí)驗(yàn)時，在水平放置的木板上墊上一張白紙，把橡皮條的一端固定在板上，另一端拴上兩個細(xì)繩套，通過細(xì)繩用兩個互成角度的彈簧測力計拉橡皮條，使結(jié)點(diǎn)移到某一位置O，此時需記下：①______________；②______________；
③______________。然后用一個彈簧測力計把橡皮條拉長，使結(jié)點(diǎn)到達(dá)________________，再記下________________。
(3)在某次實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩結(jié)點(diǎn)的位置。圖中________是力F1與F2的合力的理論值；________是力F1與F2的合力的實(shí)驗(yàn)值。通過把F和F′進(jìn)行比較，驗(yàn)證平行四邊形定則。
解析：(1)實(shí)驗(yàn)中要作平行四邊形，故需要用刻度尺，要通過彈簧測力計拉伸橡皮條來顯示力的效果。
(2)實(shí)驗(yàn)中要記錄橡皮條拉伸后O點(diǎn)的位置、彈簧測力計的讀數(shù)及力的方向。
(3)本實(shí)驗(yàn)中合力的理論值是通過作平行四邊形得出，而合力的實(shí)驗(yàn)值則是通過用一個彈簧測力計拉橡皮條使結(jié)點(diǎn)到達(dá)同一O點(diǎn)而直接測得。
考點(diǎn)二 數(shù)據(jù)處理和誤差分析
[典例2]在“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮條、細(xì)繩套和一個彈簧測力計。
(1)為完成實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)另找來一根彈簧，測量其勁度系數(shù)，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。
(2)某次實(shí)驗(yàn)中，彈簧測力計的指針位置如圖所示，其讀數(shù)為________N；同時利用(1)中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為2.50 N，請畫出這兩個共點(diǎn)力的合力F合。
(3)由圖得到F合＝________N。
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