主題二 實(shí)驗(yàn)2

1、.實(shí)驗(yàn)：探究求合力的方法一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力合成的平行四邊形定那么。2.進(jìn)一步練慣用作圖法求兩個(gè)共點(diǎn)力的合力。二、實(shí)驗(yàn)儀器方木板、白紙、彈簧測(cè)力計(jì)兩只、橡皮條、細(xì)繩套兩個(gè)、三角板、刻度尺、圖釘假設(shè)干、鉛筆。三、實(shí)驗(yàn)原理1.合力F確實(shí)定：一個(gè)力F的作用效果與兩個(gè)共點(diǎn)力F1與F2共同作用的效果都是把橡皮條拉伸到某點(diǎn)，那么F為F1和F2的合力。2.合力理論值F確實(shí)定：根據(jù)平行四邊形定那么作出F1和F2的合力F的圖示。3.平行四邊形定那么的驗(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、方向一樣。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.儀器的安裝1釘白紙：用圖釘把一張白紙釘在方木板上，將方木板放在程

2、度桌面上。2拴繩套：用圖釘把橡皮條的一端固定在木板上的A點(diǎn)，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩套。2.操作與記錄1兩力拉：用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O如圖1所示。用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)O的位置和兩條細(xì)繩套的方向，并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)。圖12一力拉：只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到與前面一樣的位置O，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩套的方向。3.作圖比照1理論值：在白紙上按比例從O點(diǎn)開(kāi)場(chǎng)作出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)拉橡皮條時(shí)拉力F1和F2的圖示，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如圖2所示。圖22測(cè)量值：按同樣的比例用刻度尺從O點(diǎn)

3、起作出一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)拉力F的圖示。3相比較：比較F與用平行四邊形定那么求得的合力F在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否重合。4.重復(fù)改變兩個(gè)分力F1和F2的大小和夾角，再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次，比較每次的F與F在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。五、本卷須知1.結(jié)點(diǎn)1定位O點(diǎn)時(shí)要力求準(zhǔn)確；2同一次實(shí)驗(yàn)中橡皮條拉長(zhǎng)后的O點(diǎn)必須保持位置不變。2.拉力1用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)拉力時(shí)要使拉力沿彈簧測(cè)力計(jì)軸線方向；2應(yīng)使橡皮條、彈簧測(cè)力計(jì)和細(xì)繩套位于與紙面平行的同一平面內(nèi)；3兩個(gè)分力F1、F2間的夾角不要太大或太小。3.作圖1在同一次實(shí)驗(yàn)中，選定的比例要一樣；2嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何作圖法作出平行四邊形，求出合力。六、誤差

4、分析1.彈簧測(cè)力計(jì)使用前沒(méi)調(diào)零會(huì)造成誤差。2.使用中，彈簧測(cè)力計(jì)的彈簧和外殼之間、指針和外殼之間或彈簧測(cè)力計(jì)的外殼和紙面之間有摩擦力存在會(huì)造成誤差。3.兩次測(cè)量拉力時(shí)，橡皮條的結(jié)點(diǎn)沒(méi)有拉到同一點(diǎn)會(huì)造成偶爾誤差。4.兩個(gè)分力的夾角太小或太大，F(xiàn)1、F2數(shù)值太小，應(yīng)用平行四邊形定那么作圖時(shí)，會(huì)造成偶爾誤差。七、本卷須知1.正確使用彈簧測(cè)力計(jì)1測(cè)量前應(yīng)首先檢查彈簧測(cè)力計(jì)的零點(diǎn)是否準(zhǔn)確， 注意使用中不要超過(guò)其彈性限度。2實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)必須保持與木板平行，且拉力應(yīng)沿軸線方向。彈簧測(cè)力計(jì)的指針、拉桿都不要與刻度板和刻度板末端的限位孔發(fā)生摩擦。3讀數(shù)時(shí)應(yīng)正對(duì)、平視刻度，估讀到最小刻度的下一位。2.標(biāo)準(zhǔn)實(shí)

5、驗(yàn)操作1位置不變：在同一次實(shí)驗(yàn)中，將橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)結(jié)點(diǎn)的位置一定要一樣。2角度適宜：兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)所拉細(xì)繩套的夾角不宜太小，也不宜太大，以60°100°為宜。3在不超出彈簧測(cè)力計(jì)量程及在橡皮條彈性限度內(nèi)的前提下，測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)盡量大一些。4細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一些，便于確定力的方向。不要直接沿細(xì)繩套方向畫直線，應(yīng)在細(xì)繩套兩端畫個(gè)投影點(diǎn)，去掉細(xì)繩套后，連直線確定力的方向。3.標(biāo)準(zhǔn)合理作圖：在同一次實(shí)驗(yàn)中，畫力的圖示選定的標(biāo)度要一樣，并且要恰中選定標(biāo)度，使力的圖示稍大一些。要點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)操作例1 在“驗(yàn)證力的平行四邊形定那么實(shí)驗(yàn)中，需要將橡皮條的一端固定在程度木板上的A點(diǎn)，另一端系上

6、兩根細(xì)繩，細(xì)繩的另一端都有繩套。實(shí)驗(yàn)中需用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，并互成角度地拉橡皮條至某一確定的O點(diǎn)，如圖3所示。圖31某同學(xué)認(rèn)為在此過(guò)程中必須注意以下幾點(diǎn)：A.兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力必須等大B.同一次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，O點(diǎn)的位置不允許變動(dòng)C.為了減小誤差，兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)必須接近量程其中正確的選項(xiàng)是_。填選項(xiàng)前的字母2上述實(shí)驗(yàn)中所說(shuō)的合力與兩個(gè)分力具有一樣的效果，是指以下說(shuō)法中的_。A.彈簧測(cè)力計(jì)的彈簧被拉長(zhǎng)B.固定橡皮條的圖釘受拉力產(chǎn)生形變C.繩套受拉力產(chǎn)生形變D.使橡皮條在同一方向上伸長(zhǎng)同一長(zhǎng)度解析1兩彈簧測(cè)力計(jì)的彈力大小要適中，但不一定大小一樣，也不一定必須接近彈簧測(cè)力計(jì)的量程，選項(xiàng)A、

7、C錯(cuò)誤；只有將繩套與橡皮條的結(jié)點(diǎn)每次都拉至O點(diǎn)，橡皮條才沿同一方向產(chǎn)生一樣的形變，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力才產(chǎn)生一樣的效果，選項(xiàng)B正確。2該實(shí)驗(yàn)中所說(shuō)的合力與兩個(gè)分力具有一樣的效果，是指合力與兩個(gè)分力分別拉橡皮條時(shí)，使橡皮條在同一方向上伸長(zhǎng)同一長(zhǎng)度，選項(xiàng)D正確。答案1B2D要點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理例2 將橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，另一端拴上兩根細(xì)繩，每根細(xì)繩分別連著一個(gè)量程為5 N、最小刻度為0.1 N的彈簧測(cè)力計(jì)。沿著兩個(gè)不同的方向拉彈簧測(cè)力計(jì)，當(dāng)橡皮條的活動(dòng)端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩根細(xì)繩互相垂直，如圖4所示。這時(shí)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)可從圖中讀出。圖41由圖可讀得兩個(gè)互相垂直的拉力的大小分別為_(kāi)N 和_ N。2在虛線方格紙

8、上按作圖法的要求畫出這兩個(gè)力及它們的合力。思路點(diǎn)撥作力的圖示時(shí)，要選好標(biāo)度，注意平行四邊形中的實(shí)線、虛線的區(qū)別和箭頭、標(biāo)度、單位。解析1彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)分別是4.00 N，2.50 N。2根據(jù)測(cè)量結(jié)果，每小格代表0.5 N，將保證力的圖示較準(zhǔn)確，假設(shè)每小格代表1 N，那么2.50 N的力的表示容易造成誤差，在確定合力大小時(shí)，容易造成較大誤差。力的圖示應(yīng)有標(biāo)度，有箭頭。如下圖。答案14.00 2.50 2見(jiàn)解析圖要點(diǎn)三創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)例3 某同學(xué)利用如圖5所示的裝置來(lái)驗(yàn)證力的平行四邊形定那么：在豎直木板上鋪有白紙，固定兩個(gè)光滑的滑輪A和B，將繩子打一個(gè)結(jié)點(diǎn)O，每個(gè)鉤碼的重量相等，當(dāng)系統(tǒng)到達(dá)平衡時(shí)，根據(jù)鉤

9、碼個(gè)數(shù)讀出三根繩子的拉力FOA、FOB和FOC，答復(fù)以下問(wèn)題：圖51改變鉤碼個(gè)數(shù)，能完成實(shí)驗(yàn)的是A.鉤碼的個(gè)數(shù)N1N22，N34B.鉤碼的個(gè)數(shù)N1N33，N24C.鉤碼的個(gè)數(shù)N1N2N34D.鉤碼的個(gè)數(shù)N13，N24，N352在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個(gè)步驟是 A.標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O的位置，并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向B.量出OA、OB、OC三段繩子的長(zhǎng)度C.用量角器量出三段繩子之間的夾角D.用天平測(cè)出鉤碼的質(zhì)量3在作圖時(shí)，你認(rèn)為以下圖中正確的選項(xiàng)是_選填“甲或“乙。解析1OA、OB、OC分別表示三個(gè)力的大小，由于三共點(diǎn)力平衡，所以三個(gè)力的大小構(gòu)成一個(gè)三角形。2、2、4不可以構(gòu)成三角形，故

10、A錯(cuò)誤，B、C、D都正確。2為驗(yàn)證平行四邊形定那么，必須作受力圖，所以先明確受力點(diǎn)，即標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O的位置，其次要作出力的方向并讀出力的大小，最后作出力的圖示，因此要做好記錄，從力的三要素角度出發(fā)，要記錄鉤碼的個(gè)數(shù)和記錄OA、OB、OC三段繩子的方向，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。3以O(shè)點(diǎn)為研究對(duì)象，F(xiàn)3為實(shí)際作用效果，在OC這條線上，由于誤差的存在，F(xiàn)1、F2的理論合力值要與實(shí)際值有一定偏向，故甲圖符合實(shí)際。答案1BCD 2A3甲題后點(diǎn)評(píng)1源于教材本例的實(shí)驗(yàn)原理與教材實(shí)驗(yàn)的原理一樣。2高于教材本實(shí)驗(yàn)沒(méi)有使用彈簧秤測(cè)力的大小，而是用鉤碼的重力作為繩的拉力，同時(shí)用兩個(gè)光滑的滑輪調(diào)節(jié)兩繩拉力的方向。1.在

11、做“探究求合力的方法實(shí)驗(yàn)時(shí)，要使每次合力與分力產(chǎn)生一樣的效果，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)確讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)D.每次記準(zhǔn)細(xì)繩的方向答案A2.多項(xiàng)選擇在“探究求合力的方法實(shí)驗(yàn)中，先將橡皮條的一端固定在程度木板上，另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩。實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要兩次拉伸橡皮條，一次是通過(guò)兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮條，另一次是用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩拉橡皮條。實(shí)驗(yàn)對(duì)兩次拉伸橡皮條的要求中，以下說(shuō)法正確的是_填字母代號(hào)。A.將橡皮條拉伸一樣長(zhǎng)度即可B.將橡皮條沿一樣方向拉到一樣長(zhǎng)度C.將彈簧測(cè)力計(jì)都拉伸到一樣刻度D.將橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)拉到一樣位置解析實(shí)驗(yàn)

12、中兩次拉伸橡皮條時(shí)，應(yīng)要求兩次的作用效果必須完全一樣，即橡皮條被拉伸的方向、長(zhǎng)度完全一樣，所以選項(xiàng)B、D正確。答案BD3.做“探究求合力的方法的實(shí)驗(yàn)時(shí)，步驟如下：1在程度放置的木板上固定一張白紙。2把橡皮條的一端固定在木板的A點(diǎn)，另一端連接兩根繩套。3通過(guò)繩套用兩個(gè)互成角度的彈簧測(cè)力計(jì)來(lái)拉橡皮條使橡皮條伸長(zhǎng)到某一點(diǎn)O，并記錄O點(diǎn)的位置。4此時(shí)需記錄下_、_和兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1、F2。5改用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)把橡皮條拉長(zhǎng)到_后，再記錄下_和彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F。6用鉛筆和刻度尺從力的作用點(diǎn)O沿兩繩套的方向畫直線。選好標(biāo)度，按F1、F2的大小作兩個(gè)力的圖示。用三角板作平行四邊形，求得合力F。7比較

13、一下，力F與用平行四邊形定那么求得的合力F的大小和方向是否一樣。請(qǐng)完善上述步驟。解析本實(shí)驗(yàn)要記錄力的大小和方向，大小是通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)來(lái)讀出，方向是通過(guò)細(xì)繩套來(lái)確定；為保證分力的作用效果和合力的作用效果一樣，本實(shí)驗(yàn)要求每次都把橡皮條拉到同一點(diǎn)O。答案4F1的方向 F2的方向5O點(diǎn)的位置F的方向4.在“探究求合力的方法的實(shí)驗(yàn)中。1需要將橡皮筋的一端固定在程度木板上，另一端系上兩根細(xì)繩，實(shí)驗(yàn)中需要兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩，并互成角度地拉橡皮筋。某同學(xué)認(rèn)為此過(guò)程中必須注意以下幾項(xiàng)：A.兩細(xì)繩必須等長(zhǎng)B.橡皮筋一定要與兩繩夾角的角平分線在同一直線上C.在使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)要注意彈簧測(cè)力計(jì)與木板平面平行其

14、中正確的選項(xiàng)是_。填相應(yīng)的字母代號(hào)2用M、N兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩拉橡皮筋的結(jié)點(diǎn)，使其到達(dá)O點(diǎn)，此時(shí)90°，然后保持M的示數(shù)不變，而使角減小，為保持結(jié)點(diǎn)位置不變，以下方法可行的是_。填相應(yīng)的字母代號(hào)A.減小N的示數(shù)同時(shí)減小角B.減小N的示數(shù)同時(shí)增大角C.增大N的示數(shù)同時(shí)增大角D.增大N的示數(shù)同時(shí)減小角解析1細(xì)繩的作用是能顯示出力的方向，所以不必等長(zhǎng)，故A錯(cuò)誤：兩細(xì)繩拉橡皮筋時(shí)，只要確保拉到同一點(diǎn)即可，不一定橡皮筋要在兩細(xì)繩的夾角平分線上，故B錯(cuò)誤；在拉彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)必需要求彈簧測(cè)力計(jì)與木板平面平行，否那么會(huì)影響力的大小，故C正確。2要保證結(jié)點(diǎn)不動(dòng)，應(yīng)保證合力不變，那么由平行四邊形定那么

15、可知，合力不變，M方向向合力方向靠攏，那么N的拉力應(yīng)減小，同時(shí)應(yīng)減小角。應(yīng)選項(xiàng)A正確。答案1C2A5.某同學(xué)用如圖6甲所示的裝置探究求合力的方法。用一木板豎直放在鐵架臺(tái)和輕彈簧所在平面后，其部分實(shí)驗(yàn)操作如下，請(qǐng)完成以下相關(guān)內(nèi)容：1如圖甲，在木板上記下懸掛兩個(gè)鉤碼時(shí)彈簧末端的位置O；2卸下鉤碼然后將兩細(xì)繩套系在彈簧下端，用兩彈簧測(cè)力計(jì)將輕彈簧末端拉到同一位置O，記錄細(xì)繩套AO、BO的_及兩彈簧測(cè)力計(jì)相應(yīng)的讀數(shù)。圖乙中B彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為_(kāi)N；3該同學(xué)在坐標(biāo)紙上畫出兩彈簧拉力FA、FB的大小和方向如圖丙所示，請(qǐng)?jiān)趫D丙中作出FA、FB的合力F。丙圖6答案2方向11.403如下圖6.小明通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究求

16、合力的方法：1實(shí)驗(yàn)所用的一只彈簧測(cè)力計(jì)如圖7甲所示，在用它測(cè)力前應(yīng)對(duì)它進(jìn)展的操作是_。圖72在測(cè)出F1、F2和對(duì)應(yīng)的合力F后，他在紙上畫出了F1、F2的圖示，如圖乙所示。請(qǐng)你幫助他在圖中畫出合力F的圖示。測(cè)得F4.9 N，圖中a、b為記錄F方向的兩點(diǎn)3小明用虛線把F的箭頭末端分別與F1、F2的箭頭末端連接起來(lái)；觀察圖形后，他覺(jué)得所畫的圖形很像平行四邊形。至此，為正確得出求合力的一般方法，你認(rèn)為小明接下來(lái)應(yīng)該做些什么？寫出兩點(diǎn)即可_；_。解析1該實(shí)驗(yàn)所用彈簧測(cè)力計(jì)開(kāi)場(chǎng)時(shí)指針不在零位置，故在用它測(cè)力前應(yīng)對(duì)它進(jìn)展的操作是調(diào)零。2根據(jù)力的三要素作出合力F的圖示：3根據(jù)所畫的圖形很像平行四邊形這一事實(shí)，

17、小明接下來(lái)應(yīng)該做以下事情：驗(yàn)證圖形根本就是平行四邊形；得出求合力的一般方法；改變F1、F2的大小和方向，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證猜測(cè)；與同學(xué)交流，得出合理結(jié)論。答案1調(diào)零 2見(jiàn)解析圖 3驗(yàn)證該圖形根本就是平行四邊形；得出求合力的一般方法；改變F1、F2的大小和方向，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證猜測(cè)；與同學(xué)交流，得出合理結(jié)論任選其二7.某同學(xué)通過(guò)下述實(shí)驗(yàn)探究求合力的方法。實(shí)驗(yàn)步驟：將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上，使其軸線沿豎直方向。圖8如圖8所示，將環(huán)形橡皮筋一端掛在彈簧秤的秤鉤上，另一端用圓珠筆尖豎直向下拉，直到彈簧秤示數(shù)為某一設(shè)定值時(shí)，將橡皮筋兩端的位置標(biāo)記為O1、O2，記錄彈簧秤的示數(shù)F，測(cè)量并記錄O

18、1、O2間的間隔 即橡皮筋的長(zhǎng)度l。每次將彈簧秤示數(shù)改變0.50 N，測(cè)出所對(duì)應(yīng)的l，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示：F/N00.501.001.502.002.50l/cml010.9712.0213.0013.9815.05找出中F2.50 N時(shí)橡皮筋兩端的位置，重新標(biāo)記為O、O，橡皮筋的拉力記為FOO。在秤鉤上涂抹少許光滑油，將橡皮筋搭在秤鉤上，如圖9所示。用兩圓珠筆尖成適當(dāng)角度同時(shí)拉橡皮筋的兩端，使秤鉤的下端到達(dá)O點(diǎn)，將兩筆尖的位置標(biāo)記為A、B，橡皮筋OA段的拉力記為FOA，OB段的拉力記為FOB。完成以下作圖和填空：圖91利用表中數(shù)據(jù)在給出的坐標(biāo)紙上畫出Fl圖線，根據(jù)圖線求得l0_ cm。2測(cè)得OA6.00 cm，OB7.60 cm，那么FOA的大小為_(kāi)N。3根據(jù)給出的標(biāo)度，作出FOA和FOB的合力F的圖示。4通過(guò)比較F與_的大小和方向，即可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。解