教科版物理必修一 第二章7 解密共點力合成的實驗（講義）

1、.高中物理解密共點力合成的實驗一、考點打破：知識點考綱要求題型說明力的合成實驗1. 理解合力與分力的等效性2. 掌握共點力的合成規(guī)律實驗題選擇題本知識點屬于實驗內(nèi)容，高考中實驗根本上一力一電的形式，所以本實驗為力學實驗的高頻考點二、重難點提示：重難點：理解實驗原理，并能利用合力與分力的等效性探究共點力合成規(guī)律。一、根本概念1. 合力與分力1定義：假如一個力的作用效果跟幾個力共同作用的效果一樣，這一個力就叫那幾個力的合力，那幾個力就叫這個力的分力。2邏輯關(guān)系：合力和分力是一種等效替代關(guān)系。2. 共點力：作用在物體上的力的作用線或作用線的反向延長線交于一點的兩個或多個力。二、探究合成規(guī)律根本實驗要

2、求規(guī)律方法總結(jié)1. 實驗原理互成角度的兩個力F1、F2與另外一個力F產(chǎn)生一樣的效果，看F1、F2用平行四邊形定那么求出的合力F與F在實驗誤差允許范圍內(nèi)是否相等。2. 實驗器材木板、白紙、圖釘假設干、橡皮條、細繩、彈簧測力計兩個、三角板、刻度尺。3. 實驗步驟1用圖釘把一張白紙釘在程度桌面上的木板上。2用兩個彈簧測力計分別鉤住兩個細繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達某一位置O，如實驗原理圖所示。3用鉛筆描下結(jié)點O的位置和兩個細繩套的方向，并記錄彈簧測力計的讀數(shù)，利用刻度尺和三角板根據(jù)平行四邊形定那么求出合力F。4只用一個彈簧測力計，通過細繩套把橡皮條的結(jié)點拉到與前面一樣的位置O，記

3、下彈簧測力計的讀數(shù)F和細繩的方向。5比較F與用平行四邊形定那么求得的合力F，看它們在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。1. 正確使用彈簧測力計1將兩只彈簧測力計調(diào)零后程度互鉤對拉過程中，讀數(shù)一樣，可選；假設不同，應另換或調(diào)校，直至一樣為止。2使用時，讀數(shù)應盡量大些，但不能超出范圍。3被測力的方向應與軸線方向一致。4讀數(shù)時應正對、平視刻度。2. 本卷須知1位置不變：在同一次實驗中，使橡皮條拉長時結(jié)點的位置一定要一樣。2角度適宜：用兩個彈簧測力計鉤住細繩套互成角度地拉橡皮條時，其夾角不宜太小，也不宜太大，以60°100°之間為宜。3在合力不超出量程及在橡皮條彈性限度內(nèi)形變應盡量大一

4、些。細繩套應適當長一些，便于確定力的方向。4統(tǒng)一標度：在同一次實驗中，畫力的圖示選定的標度要一樣，并且要恰中選定標度，使力的圖示稍大一些。3. 誤差分析1誤差來源：除彈簧測力計本身的誤差外，還有讀數(shù)誤差、作圖誤差等。2減小誤差的方法：實驗過程中讀數(shù)時，眼睛一定要正視彈簧測力計的刻度，要按有效數(shù)字和彈簧測力計的精度正確讀數(shù)和記錄。作圖時用刻度尺借助于三角板，使表示兩力的對邊一定要平行?？紤]：1. 本實驗一定要用量角器量出兩分力之間的夾角嗎？2. 兩分力一定成直角嗎？3. 本實驗假設無彈簧秤，可以用橡皮筋取代嗎？假設可以，需要測量哪些量？例題1 某同學做“驗證力的平行四邊形定那么的實驗情況如圖甲所

5、示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細繩的結(jié)點，OB和OC為細繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖。1假如沒有操作失誤，圖乙中的F與F兩力中，方向一定沿AO方向的是_。2本實驗采用的科學方法是_。A. 理想實驗法 B. 等效替代法C. 控制變量法 D. 建立物理模型法3實驗時，主要的步驟是：A. 在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上；B. 用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端拴上兩條細繩，細繩的另一端系著繩套；C. 用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達某一位置O，記錄下O點的位置，讀出兩個彈簧測力計的示

6、數(shù)；D. 按選好的標度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定那么求出合力F；E. 只用一只彈簧測力計，通過細繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測力計的示數(shù)，記下細繩的方向，按同一標度作出這個力F的圖示；F. 比較F和F的大小和方向，看它們是否一樣，得出結(jié)論。上述步驟中，有重要遺漏的步驟的序號是_和_；遺漏的內(nèi)容分別是_和_。思路分析：1由一個彈簧測力計拉橡皮條至O點的拉力一定沿AO方向；而根據(jù)平行四邊形定那么作出的合力，由于誤差的存在，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是F。2一個力的作用效果與兩個力的作用效果一樣，它們的作用效果可以等效替代，故B正確。3根據(jù)

7、“驗證力的平行四邊形定那么實驗的操作規(guī)程可知，有重要遺漏的步驟的序號是C、E。在C中未記下兩條細繩的方向，E中未說明是否把橡皮條的結(jié)點拉到同一位置O。答案：1F2B3CEC中應加上“記下兩條細繩的方向E中應說明“把橡皮條的結(jié)點拉到同一位置O例題2 某同學嘗試用橡皮筋等器材驗證力的平行四邊形定那么，他找到兩條一樣的橡皮筋遵循胡克定律和假設干小重物，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與細繩連接，結(jié)點為O，細繩下掛一重物，兩橡皮筋的另一端也都連有細繩。實驗時，先將一條橡皮筋的另一端的細繩固定在墻上的釘子A上，另一條橡皮筋任其下垂，再將另一條橡皮筋的另一端的

8、細繩也固定在墻上的釘子B上，如下圖。1為完成實驗，下述操作中必須的是_a. 兩橡皮筋的另一端連接的細繩a、b長度要一樣b. 要測量橡皮筋的原長c. 要測量圖中橡皮筋的長度d. 要記錄圖甲中結(jié)點O的位置及過結(jié)點O的豎直方向e. 要記錄圖乙中結(jié)點O的位置及過結(jié)點O的豎直方向2對該實驗“兩條一樣的橡皮筋的要求理解正確的為_a. 橡皮筋的材料和原長一樣即可b. 橡皮筋的材料和粗細一樣即可c. 橡皮筋的材料、原長和粗細均要一樣思路分析：1首先應明白該實驗的實驗原理，即用橡皮筋的伸長量來表示彈力的大小，所以實驗中一定要測橡皮筋的長度，而沒必要關(guān)心細繩a、b的長度，b和c是需要的，為了確保力的合成的等效性，

9、懸掛重物后結(jié)點O的位置必須一樣，且是圖乙中的，而不能是圖甲中的，e是必需的。2為了能用橡皮筋的伸長量表示彈力大小，滿足Fkx，應讓k值一樣，即橡皮筋的材料、粗細、原長均要一樣，c正確。答案：1bce2c方法提升：等效法和作圖法在探究力的合成與分解規(guī)律中的應用。1. 等效法是指兩個彈簧測力計同時拉橡皮筋使橡皮筋產(chǎn)生的形變與一個彈簧測力計單獨拉橡皮筋產(chǎn)生的形變一樣，應使兩個彈簧測力計拉橡皮筋時，結(jié)點的位置與一個彈簧測力計拉橡皮筋時結(jié)點的位置是同一個位置。2. 作圖法是用來驗證兩個彈簧測力計拉力的合力與單個彈簧測力計拉力的大小、方向是否一樣的。例題 將橡皮筋的一端固定在A點，另一端拴上兩根細繩，每根細繩分別連著一個量程為5 N、最小刻度為0.1 N的彈簧測力計，沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計，當橡皮筋的活動端拉到O點時，兩根細繩互相垂直，如下圖。這時彈簧測力計的讀數(shù)可從圖中讀出。1由圖可讀得兩個互相垂直的拉力的大小分別為_ N和_ N。2在如下圖的方