實(shí)驗(yàn)__探究共點(diǎn)力合成的規(guī)律

1、 探究共點(diǎn)力的合成的規(guī)律（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄抗颤c(diǎn)力的合成（二）實(shí)驗(yàn)原理結(jié)點(diǎn)受三個(gè)共點(diǎn)力作用處于平衡狀態(tài)，則F1與F2之合力必與橡皮條拉力平衡，改用一個(gè)拉力F使結(jié)點(diǎn)仍到O點(diǎn)，則F必與F1和F2的合力等效，以F1和F2為鄰邊作平行四邊形求出合力F，比較F與F的大小和方向，驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)力的合成的平行四邊形定則.（三）實(shí)驗(yàn)器材方木板、白紙、彈簧秤(兩只)、橡皮條、細(xì)繩套(兩個(gè))、三角板、刻度尺、圖釘若干、細(xì)芯鉛筆.（四）實(shí)驗(yàn)步驟用圖釘把白紙釘在放于水平桌面的方木板上.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(gè)細(xì)繩套.用兩只彈簧秤分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，將結(jié)點(diǎn)拉到某一位置O，

2、如圖標(biāo)記，記錄兩彈簧秤的讀數(shù)，用鉛筆描下O點(diǎn)的位置及此時(shí)兩個(gè)細(xì)繩套的方向.用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)O沿兩條細(xì)繩方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧秤的讀數(shù)F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊用刻度尺和三角板作平行四邊形，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.只用一只彈簧秤鉤住細(xì)繩套，把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置O，記下彈簧秤的讀數(shù)F和細(xì)繩的方向，用刻度尺從O點(diǎn)按選定的標(biāo)度沿記錄的方向作出這只彈簧秤的拉力F的圖示. 比較一下，力F與用平行四邊形定則求出的合力F的大小和方向.改變兩個(gè)力F1與F2的大小和夾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次.五，注意事項(xiàng)1.實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧秤必須保持與木板平行，且拉力應(yīng)沿

3、軸線方向，以減小實(shí)驗(yàn)誤差.測量前應(yīng)首先檢查彈簧秤的零點(diǎn)是否準(zhǔn)確,注意使用中不要超過其彈性限度,彈簧秤的讀數(shù)應(yīng)估讀到其最小刻度的下一位.彈簧秤的指針,拉桿都不要與刻度板和刻度板末端的限位卡發(fā)生摩擦.2.在滿足合力不超過彈簧秤量程及橡皮條形變不超過其彈性限度的條件下,應(yīng)使拉力盡量大一些,以減小誤差.3.畫力的圖示時(shí),應(yīng)選定恰當(dāng)?shù)臉?biāo)度,盡量使圖畫得大一些,但也不要太大而畫出紙外,要嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何作圖法作圖.4.在同一次實(shí)驗(yàn)中,橡皮條拉長的結(jié)點(diǎn)O位置一定要相同.5.由作圖法得到的F和實(shí)驗(yàn)測量得到的F不可能完全符合,但在誤差允許范圍內(nèi)可認(rèn)為是F和F符合即可.典例剖析例1在做“探究共點(diǎn)力的合成規(guī)

4、律”實(shí)驗(yàn)時(shí)： (1)除已有的器材(方木板、白紙、彈簧秤、細(xì)繩套、刻度尺、圖釘和鉛筆)外，還必須有_和_.(2)要使每次合力與分力產(chǎn)生相同的效果，必須（ ）A每次將橡皮條拉到同樣的位置B每次把橡皮條拉直C每次準(zhǔn)確讀出彈簧秤的示數(shù)D每次記準(zhǔn)細(xì)繩的方向(3)為了提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，減小誤差，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意什么?解析：(1)橡皮條、三角板(2)兩個(gè)分力產(chǎn)生的效果使橡皮條的結(jié)點(diǎn)到某一位置，此時(shí)橡皮條中的彈力與兩個(gè)分力的合力相平衡要想每次合力與分力的效果都相同，則每次將橡皮條拉到同樣的位置故選A(3)應(yīng)注意：選用彈性小的細(xì)繩；橡皮條、細(xì)繩和彈簧秤的軸應(yīng)在同一平面上，且與板面平行貼近等.二、疑難點(diǎn)撥 例2在“探

5、究共點(diǎn)力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，橡皮條一端固定在木板上，用兩個(gè)彈簧秤把橡皮條的另一端拉到某一位置O點(diǎn)以下操作中錯(cuò)誤的是（ ）A.同一次實(shí)驗(yàn)過程中，O點(diǎn)的位置允許變動(dòng)B.在實(shí)驗(yàn)中，彈簧秤必須保持與木板平行，讀數(shù)時(shí)視線要正對彈簧秤的刻線C.實(shí)驗(yàn)中，先將其中一個(gè)彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧秤拉力的大小和方向，把橡皮條結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)D.實(shí)驗(yàn)中，把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)時(shí)，兩秤之間的夾角應(yīng)取90°不變，以便于計(jì)算合力的大小解析：A項(xiàng)O點(diǎn)位置不允許變動(dòng)，這樣才可以使兩次效果相同；C項(xiàng)中不允許將秤的拉力大小拉到最大量程，這樣不便于調(diào)節(jié)；D項(xiàng)中兩秤之間的夾角是任意的，使平行四邊形定則具

6、有一般性.答案：ACD典例剖析 例3如圖所示是兩位同學(xué)在做“探究共點(diǎn)力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果，其中哪一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)?在比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的一個(gè)結(jié)果中，若F是準(zhǔn)確的，則誤差較大的原因可能是哪些?解析：按本實(shí)驗(yàn)的要求，F(xiàn)為F1和F2通過平行四邊形定則所得合力；F為F1和F2的等效力，即用一只彈簧秤拉時(shí)的力橡皮條在這個(gè)力的作用下，其力的方向與橡皮條的伸長方向在一條直線上，顯然圖(b)不符合事實(shí)，比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的是圖(a)圖(a)中F與F誤差較大的原因可能是：F1的方向比真實(shí)方向偏左；F2的大小比真實(shí)值偏小且方向比真實(shí)方向偏左；作圖時(shí)兩虛線不與F1線和F2線平行F是按平行四邊形定

7、則作出的合力是理論值，用一個(gè)彈簧秤拉時(shí)測出的力F為實(shí)驗(yàn)值本實(shí)驗(yàn)就是要用現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和已有實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，檢查已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否正確，達(dá)到驗(yàn)證的目的.三、課堂作業(yè)1.下面列出的措施中，哪些是有利于改進(jìn)本節(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的( )A.橡皮條彈性要好，拉到O點(diǎn)時(shí)拉力適當(dāng)大些B.兩個(gè)分力F1和F2間的夾角要盡量大些C.拉橡皮條時(shí)，橡皮條、細(xì)繩和彈簧測力計(jì)平行貼近木板面D.拉橡皮條的繩要細(xì)，而且要稍長一些2.在“探究共點(diǎn)力的合成”的實(shí)驗(yàn)中，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)注意（ ）A.描點(diǎn)、作圖時(shí)的鉛筆應(yīng)尖一些，圖的比例適當(dāng)大一些B.拉橡皮條的細(xì)繩適當(dāng)長一些C.在用兩個(gè)彈簧測力計(jì)拉時(shí)，兩細(xì)繩間的夾角盡量大些D.在用兩個(gè)

8、彈簧測力計(jì)拉時(shí)，兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)適當(dāng)大些3.在“探究共點(diǎn)力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，另一端被兩個(gè)彈簧秤拉到O點(diǎn)，如圖甲所示.兩彈簧秤讀數(shù)分別為F1和F2，細(xì)繩方向分別與OA直線延長線的夾角為1和2，如圖乙所示.以下說法中正確的是( )A.O點(diǎn)位置不變，合力不變B.用平行四邊形定則求得的合力F一定沿OA直線方向C.若不改變O和1，F(xiàn)1增大，F(xiàn)2必減小D.合力必大于F1或F24.李明同學(xué)在做“探究共點(diǎn)力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用坐標(biāo)紙記下了橡皮筋的結(jié)點(diǎn)位置O點(diǎn)以及兩只彈簧秤拉力的大小，如圖（a)所示，（1）試在圖(a)中作出無實(shí)驗(yàn)誤差情況下F1和F2的合力圖示，并用F表示此力.

9、(2)有關(guān)此實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是_ A.兩彈簧秤的拉力可以同時(shí)比橡皮筋的拉力大B.橡皮筋的拉力是合力，兩彈簧秤的拉力是分力C.兩次拉橡皮筋時(shí)，需將橡皮筋結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O.這樣做的目的是保證兩次彈簧秤拉力的效果相同D.若只增大某一只彈簧秤的拉力大小而要保證橡皮筋結(jié)點(diǎn)位置不變，只需調(diào)整一只彈簧秤拉力的大小即可(3)圖(b)所示是李明和張華兩位同學(xué)在做以上實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果,其中哪一個(gè)實(shí)驗(yàn)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)？（力F是用一只彈簧秤拉時(shí)的圖示）答：_ (4)在以上比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的一位同學(xué)中，造成誤差的主要原因是：（至少寫出兩種情況）答：_.5.在“探究共點(diǎn)力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所

10、示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩.圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖.（1）圖乙中的_是力F1和F2的合力的理論值；_是力F1和F2的合力的實(shí)際測量值.（2）在實(shí)驗(yàn)中，如果將細(xì)繩也換成橡皮筋，那么實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否會(huì)發(fā)生變化？答：_.（選填“變”或“不變”）6.如圖所示，在探究共點(diǎn)力的合成規(guī)律實(shí)驗(yàn)中橡皮筋一端固定于P點(diǎn)，另一端連接兩個(gè)彈簧秤，使這端拉至O點(diǎn)，現(xiàn)使F2大小不變地沿順時(shí)針轉(zhuǎn)過某一角度，相應(yīng)地使F1的大小及圖中角發(fā)生變化.則相應(yīng)的變化可能是( )A.F1一定增大B.F1也可能減小C.F1若增大，角一定減小D.F1若增大，角可能增大課后作業(yè)：1 下面列出

11、的措施中，哪些是有利于改進(jìn)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的()A橡皮條彈性要好，拉到O點(diǎn)時(shí)拉力能適當(dāng)大些B兩個(gè)分力F1和F2間的夾角要盡量大些C拉橡皮條時(shí)，橡皮條、細(xì)繩和彈簧秤平行貼近木板面D拉橡皮條的繩要細(xì)，而且要稍長一些2探究共點(diǎn)力的合成規(guī)律的實(shí)驗(yàn)原理是等效原理，其等效性是指()A使兩分力與合力滿足平行四邊形定則B使兩次橡皮筋與細(xì)繩套的結(jié)點(diǎn)都與某點(diǎn)O重合C使兩次橡皮筋伸長的長度相等D使彈簧秤在兩種情況下發(fā)生相同的形變3 用平木板、細(xì)繩套、橡皮條、測力計(jì)等做“探究共點(diǎn)力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，為了使驗(yàn)?zāi)軌蝽樌M(jìn)行，且盡量減小誤差，你認(rèn)為下列說法或做法能夠達(dá)到上述目的的是()A使用測力計(jì)前應(yīng)將測力計(jì)水平放置，然后檢查

12、并矯正零點(diǎn)B用測力計(jì)拉細(xì)繩套時(shí)，拉力應(yīng)沿彈簧的軸線，且與水平木板平行C兩細(xì)繩套必須等長D用測力計(jì)拉細(xì)繩套時(shí)，拉力應(yīng)適當(dāng)大些，但不能超過測力計(jì)的量程E同一次實(shí)驗(yàn)兩次拉細(xì)繩套須使結(jié)點(diǎn)到達(dá)同一位置4 在“探究共點(diǎn)力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上兩根細(xì)繩，細(xì)繩的另一端都有繩套(如圖165)實(shí)驗(yàn)中需用兩個(gè)彈簧秤分別勾住細(xì)繩套，并互成角度地拉橡皮條某同學(xué)認(rèn)為在此過程中必須注意以下幾項(xiàng)：圖165A兩根細(xì)繩必須等長B橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上C在使用彈簧秤時(shí)要注意使彈簧秤與木板平面平行其中正確的是_(填入相應(yīng)的字母)5(1)要使每次合力與分力產(chǎn)生相同的效果，必須

13、_A每次將橡皮條拉到同樣的位置 B每次把橡皮條拉直C每次準(zhǔn)確讀出彈簧秤的示數(shù) D每次記準(zhǔn)細(xì)繩的方向(2)為了提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，減小誤差，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意_，_.6 如圖167甲為“探究共點(diǎn)力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置(1)下列說法中正確的是_A在測量同一組數(shù)據(jù)F1、F2和合力F的過程中，橡皮條結(jié)點(diǎn)O的位置不能變化B彈簧測力計(jì)拉細(xì)線時(shí)，拉力方向必須豎直向下CF1、F2和合力F的大小都不能超過彈簧測力計(jì)的量程D為減小測量誤差，F(xiàn)1、F2方向間夾角應(yīng)為90°(2)彈簧測力計(jì)的指針如圖167乙所示，由圖可知拉力的大小為_ N.7(2009·山東，23)某同學(xué)在家中嘗試探究共點(diǎn)力的合成規(guī)律，

14、他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個(gè)釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點(diǎn)為O，將第三條橡皮筋的另一端通過細(xì)繩掛一重物(1)為完成該實(shí)驗(yàn)，下述操作中必需的是_a測量細(xì)繩的長度 b測量橡皮筋的原長c測量懸掛重物后橡皮筋的長度 d記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置(2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗(yàn)證，可采用的方法是_答案隨 堂 訓(xùn) 練1.解析：拉力“適當(dāng)”大些能減少誤差；而夾角“盡量”大些，則使作圖誤差變大；橡皮條等“貼近”木板，目的是使拉線水平；繩細(xì)稍長便于確定力的方向性

15、. 答案:ACD2.解析：作圖時(shí)比例大些，使彈簧測力計(jì)的示數(shù)大些，可以減小相對誤差.拉橡皮條的細(xì)繩長些，可使記錄繩方向的點(diǎn)與結(jié)點(diǎn)O的距離大些，減小連線時(shí)的誤差.因此A、B、D選項(xiàng)所述都能起到減小相對誤差的作用.在實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)分力F1、F2的夾角越大，用平行四邊形作圖時(shí)得出的合力F的誤差也越大，所以在實(shí)驗(yàn)中不能把角取得太大.答案：ABD3.答案:A4. 答案：（1）（2）AC （3）張華做的符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)（4）1、F1的方向比真實(shí)方向偏左.2、F2的大小比真實(shí)值偏小且方向比真實(shí)方向偏左.3、作圖時(shí)兩條虛線不分別與F1線和F2線平行.5.解析：（1）F1和F2的合力從理論上講應(yīng)該是F，因?yàn)樗鼈兊暮狭?/p>

16、從效果上講就是使結(jié)點(diǎn)到達(dá)O點(diǎn)位置，而用一個(gè)彈簧秤拉的效果也是使結(jié)點(diǎn)到達(dá)O點(diǎn)位置，所以F1和F2的合力方向從理論上應(yīng)該與AO在同一直線上.但在實(shí)驗(yàn)時(shí)F1和F2的大小和方向有誤差，所以F是F1和F2的測量值.（2）若將細(xì)繩換成橡皮筋，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不會(huì)發(fā)生變化，在實(shí)驗(yàn)時(shí)只要每次把結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)位置，效果是一樣的.答案：（1）FF（2）不變6.解析：O點(diǎn)位置不變說明F1,F2合力不變，以O(shè)點(diǎn)為圓心，以F2為半徑做圓：矢量三角形關(guān)系，由圖可看出角先增大后減小而F1一直增大.當(dāng)F1與F2垂直時(shí)角最大.答案：AD1 答案：ACD2 答案：B3 答案：ABDE4解析：該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證兩個(gè)分力的效果等效于其合力的效果，不必要求兩分力等大，故B錯(cuò)；與兩繩長短無關(guān)，A錯(cuò)；但需使兩分力與合力在同一平面內(nèi)，故C正確答案：C5答案：(1)A(2)選用彈性小的細(xì)繩橡皮條、細(xì)繩和彈簧秤的軸線應(yīng)在同一平面上，且與板面平行貼近等 6解析：(1)在測量同一組數(shù)據(jù)的過程中，橡皮條結(jié)點(diǎn)O的位置不能變化，如果變化，即受力變化，所以A選項(xiàng)正確；由于彈簧測力計(jì)是通過定滑輪拉結(jié)點(diǎn)O，定滑輪只能改變力的方向不能改變力的大小，所以彈簧測力計(jì)拉線的方向不一定要沿豎直方向，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；彈簧測力計(jì)的使用，不能超過其量程，C選項(xiàng)正確；兩個(gè)拉力的方向合適即可，不宜太大，也不宜太小，但不一定為90°，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤(2)由圖可讀出彈簧測力