實驗__探究共點力合成的規(guī)律

1、 探究共點力的合成的規(guī)律（一）實驗目的探究共點力的合成（二）實驗原理結點受三個共點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，改用一個拉力F使結點仍到O點，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，驗證互成角度的兩個力的合成的平行四邊形定則.（三）實驗器材方木板、白紙、彈簧秤(兩只)、橡皮條、細繩套(兩個)、三角板、刻度尺、圖釘若干、細芯鉛筆.（四）實驗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，橡皮條的另一端拴上兩個細繩套.用兩只彈簧秤分別鉤住細繩套，互成角度地拉橡皮條，將結點拉到某一位置O，

2、如圖標記，記錄兩彈簧秤的讀數(shù)，用鉛筆描下O點的位置及此時兩個細繩套的方向.用鉛筆和刻度尺從結點O沿兩條細繩方向畫直線，按選定的標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繩套，把橡皮條的結點拉到同樣的位置O，記下彈簧秤的讀數(shù)F和細繩的方向，用刻度尺從O點按選定的標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.改變兩個力F1與F2的大小和夾角，重復實驗兩次.五，注意事項1.實驗時，彈簧秤必須保持與木板平行，且拉力應沿

3、軸線方向，以減小實驗誤差.測量前應首先檢查彈簧秤的零點是否準確,注意使用中不要超過其彈性限度,彈簧秤的讀數(shù)應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,應使拉力盡量大一些,以減小誤差.3.畫力的圖示時,應選定恰當?shù)臉硕?盡量使圖畫得大一些,但也不要太大而畫出紙外,要嚴格按力的圖示要求和幾何作圖法作圖.4.在同一次實驗中,橡皮條拉長的結點O位置一定要相同.5.由作圖法得到的F和實驗測量得到的F不可能完全符合,但在誤差允許范圍內(nèi)可認為是F和F符合即可.典例剖析例1在做“探究共點力的合成規(guī)

4、律”實驗時： (1)除已有的器材(方木板、白紙、彈簧秤、細繩套、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每次準確讀出彈簧秤的示數(shù)D每次記準細繩的方向(3)為了提高實驗的準確性，減小誤差，實驗中應注意什么?解析：(1)橡皮條、三角板(2)兩個分力產(chǎn)生的效果使橡皮條的結點到某一位置，此時橡皮條中的彈力與兩個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)應注意：選用彈性小的細繩；橡皮條、細繩和彈簧秤的軸應在同一平面上，且與板面平行貼近等.二、疑難點撥 例2在“探

5、究共點力的合成規(guī)律”實驗中，橡皮條一端固定在木板上，用兩個彈簧秤把橡皮條的另一端拉到某一位置O點以下操作中錯誤的是（ ）A.同一次實驗過程中，O點的位置允許變動B.在實驗中，彈簧秤必須保持與木板平行，讀數(shù)時視線要正對彈簧秤的刻線C.實驗中，先將其中一個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，把橡皮條結點拉到O點D.實驗中，把橡皮條的結點拉到O點時，兩秤之間的夾角應取90°不變，以便于計算合力的大小解析：A項O點位置不允許變動，這樣才可以使兩次效果相同；C項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在做“探究共點力的合成規(guī)律”的實驗時得到的結果，其中哪一個實驗結果比較符合實驗事實?在比較符合實驗事實的一個結果中，若F是準確的，則誤差較大的原因可能是哪些?解析：按本實驗的要求，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的力橡皮條在這個力的作用下，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，比較符合實驗事實的是圖(a)圖(a)中F與F誤差較大的原因可能是：F1的方向比真實方向偏左；F2的大小比真實值偏小且方向比真實方向偏左；作圖時兩虛線不與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，用一個彈簧秤拉時測出的力F為實驗值本實驗就是要用現(xiàn)在的實驗結果和已有實驗結果進行比較，檢查已有的實驗結論是否正確，達到驗證的目的.三、課堂作業(yè)1.下面列出的措施中，哪些是有利于改進本節(jié)實驗結果的( )A.橡皮條彈性要好，拉到O點時拉力適當大些B.兩個分力F1和F2間的夾角要盡量大些C.拉橡皮條時，橡皮條、細繩和彈簧測力計平行貼近木板面D.拉橡皮條的繩要細，而且要稍長一些2.在“探究共點力的合成”的實驗中，為了減小實驗誤差，應注意（ ）A.描點、作圖時的鉛筆應尖一些，圖的比例適當大一些B.拉橡皮條的細繩適當長一些C.在用兩個彈簧測力計拉時，兩細繩間的夾角盡量大些D.在用兩個

8、彈簧測力計拉時，兩個彈簧測力計的示數(shù)適當大些3.在“探究共點力的合成規(guī)律”實驗中，橡皮條的一端固定在A點，另一端被兩個彈簧秤拉到O點，如圖甲所示.兩彈簧秤讀數(shù)分別為F1和F2，細繩方向分別與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.李明同學在做“探究共點力的合成規(guī)律”實驗時，利用坐標紙記下了橡皮筋的結點位置O點以及兩只彈簧秤拉力的大小，如圖（a)所示，（1）試在圖(a)中作出無實驗誤差情況下F1和F2的合力圖示，并用F表示此力.

9、(2)有關此實驗，下列敘述正確的是_ A.兩彈簧秤的拉力可以同時比橡皮筋的拉力大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，需將橡皮筋結點拉到同一位置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點位置不變，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在做以上實驗時得到的結果,其中哪一個實驗比較符合實驗事實？（力F是用一只彈簧秤拉時的圖示）答：_ (4)在以上比較符合實驗事實的一位同學中，造成誤差的主要原因是：（至少寫出兩種情況）答：_.5.在“探究共點力的合成規(guī)律”的實驗中某同學的實驗情況如圖甲所

10、示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細繩的結點，OB和OC為細繩.圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結果畫出的圖.（1）圖乙中的_是力F1和F2的合力的理論值；_是力F1和F2的合力的實際測量值.（2）在實驗中，如果將細繩也換成橡皮筋，那么實驗結果是否會發(fā)生變化？答：_.（選填“變”或“不變”）6.如圖所示，在探究共點力的合成規(guī)律實驗中橡皮筋一端固定于P點，另一端連接兩個彈簧秤，使這端拉至O點，現(xiàn)使F2大小不變地沿順時針轉過某一角度，相應地使F1的大小及圖中角發(fā)生變化.則相應的變化可能是( )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，哪些是有利于改進本實驗結果的()A橡皮條彈性要好，拉到O點時拉力能適當大些B兩個分力F1和F2間的夾角要盡量大些C拉橡皮條時，橡皮條、細繩和彈簧秤平行貼近木板面D拉橡皮條的繩要細，而且要稍長一些2探究共點力的合成規(guī)律的實驗原理是等效原理，其等效性是指()A使兩分力與合力滿足平行四邊形定則B使兩次橡皮筋與細繩套的結點都與某點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、細繩套、橡皮條、測力計等做“探究共點力的合成規(guī)律”的實驗，為了使驗能夠順利進行，且盡量減小誤差，你認為下列說法或做法能夠達到上述目的的是()A使用測力計前應將測力計水平放置，然后檢查

12、并矯正零點B用測力計拉細繩套時，拉力應沿彈簧的軸線，且與水平木板平行C兩細繩套必須等長D用測力計拉細繩套時，拉力應適當大些，但不能超過測力計的量程E同一次實驗兩次拉細繩套須使結點到達同一位置4 在“探究共點力的合成規(guī)律”實驗中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上兩根細繩，細繩的另一端都有繩套(如圖165)實驗中需用兩個彈簧秤分別勾住細繩套，并互成角度地拉橡皮條某同學認為在此過程中必須注意以下幾項：圖165A兩根細繩必須等長B橡皮條應與兩繩夾角的平分線在同一直線上C在使用彈簧秤時要注意使彈簧秤與木板平面平行其中正確的是_(填入相應的字母)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每次準確讀出彈簧秤的示數(shù) D每次記準細繩的方向(2)為了提高實驗的準確性，減小誤差，實驗中應注意_，_.6 如圖167甲為“探究共點力的合成規(guī)律”的實驗裝置(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，橡皮條結點O的位置不能變化B彈簧測力計拉細線時，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的量程D為減小測量誤差，F(xiàn)1、F2方向間夾角應為90°(2)彈簧測力計的指針如圖167乙所示，由圖可知拉力的大小為_ N.7(2009·山東，23)某同學在家中嘗試探究共點力的合成規(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、細繩、白紙、釘子，設計了如下實驗：將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結點為O，將第三條橡皮筋的另一端通過細繩掛一重物(1)為完成該實驗，下述操作中必需的是_a測量細繩的長度 b測量橡皮筋的原長c測量懸掛重物后橡皮筋的長度 d記錄懸掛重物后結點O的位置(2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗證，可采用的方法是_答案隨 堂 訓 練1.解析：拉力“適當”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；繩細稍長便于確定力的方向性

15、. 答案:ACD2.解析：作圖時比例大些，使彈簧測力計的示數(shù)大些，可以減小相對誤差.拉橡皮條的細繩長些，可使記錄繩方向的點與結點O的距離大些，減小連線時的誤差.因此A、B、D選項所述都能起到減小相對誤差的作用.在實驗中，兩個分力F1、F2的夾角越大，用平行四邊形作圖時得出的合力F的誤差也越大，所以在實驗中不能把角取得太大.答案：ABD3.答案:A4. 答案：（1）（2）AC （3）張華做的符合實驗事實（4）1、F1的方向比真實方向偏左.2、F2的大小比真實值偏小且方向比真實方向偏左.3、作圖時兩條虛線不分別與F1線和F2線平行.5.解析：（1）F1和F2的合力從理論上講應該是F，因為它們的合力

16、從效果上講就是使結點到達O點位置，而用一個彈簧秤拉的效果也是使結點到達O點位置，所以F1和F2的合力方向從理論上應該與AO在同一直線上.但在實驗時F1和F2的大小和方向有誤差，所以F是F1和F2的測量值.（2）若將細繩換成橡皮筋，實驗結果不會發(fā)生變化，在實驗時只要每次把結點拉到O點位置，效果是一樣的.答案：（1）FF（2）不變6.解析：O點位置不變說明F1,F2合力不變，以O點為圓心，以F2為半徑做圓：矢量三角形關系，由圖可看出角先增大后減小而F1一直增大.當F1與F2垂直時角最大.答案：AD1 答案：ACD2 答案：B3 答案：ABDE4解析：該實驗驗證兩個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；與兩繩長短無關，A錯；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)選用彈性小的細繩橡皮條、細繩和彈簧秤的軸線應在同一平面上，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，橡皮條結點O的位置不能變化，如果變化，即受力變化，所以A選項正確；由于彈簧測力計是通過定滑輪拉結點O，定滑輪只能改變力的方向不能改變力的大小，所以彈簧測力計拉線的方向不一定要沿豎直方向，B選項錯誤；彈簧測力計的使用，不能超過其量程，C選項正確；兩個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選項錯誤(2)由圖可讀出彈簧測力