2023屆高考物理一輪復(fù)習(xí)課件：第六講 實(shí)驗(yàn) 探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律

1、第六講實(shí)驗(yàn)：探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律2.8N3.0N4.9N思考1:誰(shuí)是理論的合力？思考2:哪個(gè)力跟OA共線？思考3:兩個(gè)分力的夾角必須為900？思考4:換個(gè)角度再做實(shí)驗(yàn)，O的位置可以變動(dòng)嗎？第六講實(shí)驗(yàn)：探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律F1F2FF/思考1:誰(shuí)是理論的合力?思考2: F1、F2的夾角必須為900嗎？思考3:換個(gè)角度再做實(shí)驗(yàn)，O的位置可以變動(dòng)嗎？思考4:桌子傾斜對(duì)實(shí)驗(yàn)有影響？思考2: F必須是F1、F2的角平分線嗎？CC第六講實(shí)驗(yàn)：探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律F1F2FF/思考1:誰(shuí)是理論的合力?思考3:換個(gè)角度再做實(shí)驗(yàn)，O的位置可以變動(dòng)嗎？第六講實(shí)驗(yàn)：探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力

2、的合成規(guī)律把握經(jīng)典實(shí)驗(yàn)方案一、基本原理與操作原理裝置圖操作要領(lǐng)互成角度的兩個(gè)力與一個(gè)力產(chǎn)生相同的效果(1)等效：同一次實(shí)驗(yàn)中兩次把橡皮條拉長(zhǎng)后的結(jié)點(diǎn)O位置必須保持不變(2)拉力：沿彈簧測(cè)力計(jì)軸線方向拉(與板面平行)，橡皮條、彈簧測(cè)力計(jì)和細(xì)繩套與紙面平行；兩分力F1、F2的夾角不要太大或太小(3)記錄：記下每次各力的大小和方向，標(biāo)記方向的兩點(diǎn)盡量遠(yuǎn)些(4)作圖：選定比例要相同，嚴(yán)格按力的圖示要求作出各力的大小和方向二、核心關(guān)鍵數(shù)據(jù)處理1用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)O沿兩條細(xì)繩套方向畫(huà)直線，按選定的標(biāo)度作出這兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F1和F2的圖示。2用刻度尺從O點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出實(shí)驗(yàn)步驟中只用一

3、個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F的圖示。3將拉力F的箭頭端與拉力F1、F2的箭頭端連接，驗(yàn)證所圍成的圖形是否為平行四邊形。歸納共性實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵不變的實(shí)驗(yàn)原理(1)保證兩個(gè)分力的共同作用效果與一個(gè)力單獨(dú)作用的效果相同；(2)作出兩個(gè)分力的圖示和合力的圖示，然后將分力F1、F2的箭頭端與合力F的箭頭端連接起來(lái)，看是否圍成平行四邊形。必備的實(shí)驗(yàn)器材橡皮筋、細(xì)繩套、彈簧測(cè)力計(jì)。共同的注意事項(xiàng)(1)在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮筋拉長(zhǎng)時(shí)的結(jié)點(diǎn)位置一定相同；(2)在合力不超出量程的情況下，拉力盡量大些；(3)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)時(shí)眼睛一定要平視，讀數(shù)要符合有效數(shù)字的讀數(shù)規(guī)則?？挤ㄒ粚?shí)驗(yàn)原理與操作1某同學(xué)做“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)

4、律”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，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。圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出的圖。(1)如果沒(méi)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(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是_。A理想實(shí)驗(yàn)法 B等效替代法C控制變量法 D建立物理模型法FB（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)的主要步驟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(diǎn)，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套；C用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，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。記錄下O點(diǎn)的位置，讀出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)

5、的示數(shù)；D按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F；E只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩套拉橡皮條使其伸長(zhǎng)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個(gè)力F的圖示；F比較F和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論。上述步驟中：有重要遺漏的步驟的標(biāo)號(hào)是_和_；遺漏的內(nèi)容分別是_和_。C EC中未記下兩條細(xì)繩的方向，E中未說(shuō)明是否把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O考法二數(shù)據(jù)處理與誤差分析2某研究小組做“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)，所用器材有：方木板一塊，白紙，量程為5 N的彈簧測(cè)力計(jì)兩個(gè)，橡皮條(帶兩個(gè)較長(zhǎng)的細(xì)繩套)，刻度尺，圖

6、釘(若干個(gè))。(1)具體操作前，同學(xué)們提出了如下關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作的建議，其中正確的有_。A橡皮條應(yīng)和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上B重復(fù)實(shí)驗(yàn)再次進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，結(jié)點(diǎn)O的位置可以與前一次不同C使用測(cè)力計(jì)時(shí)，施力方向應(yīng)沿測(cè)力計(jì)軸線；讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)正對(duì)測(cè)力計(jì)刻度D用兩個(gè)測(cè)力計(jì)互成角度拉橡皮條時(shí)的拉力必須都小于只用一個(gè)測(cè)力計(jì)的拉力BC(2)該小組的同學(xué)用同一套器材做了四次實(shí)驗(yàn)，白紙上留下的標(biāo)注信息有結(jié)點(diǎn)位置O、力的標(biāo)度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點(diǎn)，如下圖所示。其中對(duì)于提高實(shí)驗(yàn)精度最有利的是_。B例1用如下的器材和方法可以“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”。在圓形桌子透明桌面上平鋪一張白紙，在桌子邊緣

7、安裝三個(gè)光滑的滑輪，其中，滑輪P1固定在桌子邊，滑輪P2、P3可沿桌邊移動(dòng)。第一次實(shí)驗(yàn)中，步驟如下：A在三根輕繩下掛上一定數(shù)量的鉤碼，并使結(jié)點(diǎn)O靜止；B在白紙上描下O點(diǎn)的位置和三根繩子的方向，以O(shè)點(diǎn)為起點(diǎn)，作出三個(gè)拉力的圖示；C以繩OP2、OP3上的兩個(gè)力為鄰邊作平行四邊形，作出O點(diǎn)為起點(diǎn)的平行四邊形的對(duì)角線，量出對(duì)角線的長(zhǎng)度；D檢驗(yàn)對(duì)角線的長(zhǎng)度和繩OP1上的拉力的圖示的長(zhǎng)度是否一樣，方向是否在一條直線上。(1)這次實(shí)驗(yàn)中，若一根繩掛的鉤碼質(zhì)量為m，另一根繩掛的鉤碼質(zhì)量為2m，則第三根繩掛的鉤碼質(zhì)量一定大于_且小于_。(2)第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變滑輪P2、P3的位置和相應(yīng)繩上鉤碼的數(shù)量，使結(jié)點(diǎn)平衡

8、，繩的結(jié)點(diǎn)_(選填“必須”或“不必”)與第一次實(shí)驗(yàn)中白紙上描下的O點(diǎn)重合。實(shí)驗(yàn)中，若桌面不水平_(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。m3m不必不會(huì)例2(2021年8省聯(lián)考河北卷)為驗(yàn)證力的平行四邊形定則，某同學(xué)準(zhǔn)備了以下器材：支架，彈簧，直尺，量角器，坐標(biāo)紙，細(xì)線，定滑輪(位置可調(diào))兩個(gè)，鉤碼若干。支架帶有游標(biāo)尺和主尺，游標(biāo)尺(帶可滑動(dòng)的指針)固定在底座上，主尺可升降，如圖1所示。實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)儀器調(diào)零。如圖1，將已測(cè)量好的勁度系數(shù)k為5.00 N/m的彈簧懸掛在支架上，在彈簧掛鉤上用細(xì)線懸掛小鉤碼作為鉛垂線，調(diào)節(jié)支架豎直。調(diào)整主尺高度，使主尺與游標(biāo)尺的零刻度對(duì)齊?；瑒?dòng)指針，對(duì)齊掛鉤

9、上的O點(diǎn)，固定指針。(2)搭建的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖2。鉤碼組mA40 g，鉤碼組mB30 g，調(diào)整定滑輪位置和支架的主尺高度，使彈簧豎直且讓掛鉤上O點(diǎn)重新對(duì)準(zhǔn)指針。實(shí)驗(yàn)中保持定滑輪、彈簧和鉛垂線共面。此時(shí)測(cè)得36.9，53.1，由圖3可讀出游標(biāo)卡尺示數(shù)為_(kāi)cm，由此計(jì)算出彈簧拉力的增加量F_N。當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭為9.80 m/s2。9.780.489(3)請(qǐng)將第(2)步中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用力的圖示的方法在圖框中做出，用平行四邊形定則做出合力F。(4)依次改變兩鉤碼質(zhì)量，重復(fù)以上步驟，比較F和F的大小和方向，得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)中鉛垂線上小鉤碼的重力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果_(填寫(xiě)“有”或“無(wú)”)影響。無(wú)1(2022廣州

10、模擬)一同學(xué)用電子秤、水壺、細(xì)線、墻釘和貼在墻上的白紙等物品，在家中做“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)。(1)如圖甲，在電子秤的下端懸掛一裝滿水的水壺，記下水壺_時(shí)電子秤的示數(shù)F。(2)如圖乙，將三根細(xì)線L1、L2、L3的一端打結(jié)，另一端分別拴在電子秤的掛鉤、墻釘A和水壺帶上。水平拉開(kāi)細(xì)線L1，在白紙上記下結(jié)點(diǎn)O的位置、_和電子秤的示數(shù)F1。(3)如圖丙，將另一顆墻釘B釘在與O同一水平線上，并將L1拴在其上。手握電子秤沿著(2)中L2的方向拉開(kāi)細(xì)線L2，使_和三根細(xì)線的方向與(2)中重合，記錄電子秤的示數(shù)F2。(4)在白紙上按一定標(biāo)度作出電子秤拉力F、F1、F2的圖示，根據(jù)平行四邊形定

11、則作出F1、F2的合力F的圖示，若_，則可得出兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律。靜止三根細(xì)線的方向O的位置F和F在誤差允許的范圍內(nèi)重合2(2022武漢模擬)某同學(xué)找到一條遵循胡克定律的橡皮筋并利用如下實(shí)驗(yàn)器材驗(yàn)證探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律：刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子、質(zhì)量不同的小重物 若干、木板。實(shí)驗(yàn)方案如下：將橡皮筋的兩端分別與兩條細(xì)繩相連，測(cè)出橡皮筋的原長(zhǎng)；將橡皮筋的一端細(xì)繩用釘子固定在豎直木板上的A點(diǎn)，在橡皮筋的中點(diǎn)O用細(xì)繩系住重物，使重物自然下垂，如圖甲所示；將橡皮筋的另一端細(xì)繩固定在豎直木板上的B點(diǎn)，如圖乙所示。(1)為完成本實(shí)驗(yàn)，下列還必須測(cè)量的物理量為_(kāi)。A小重物的質(zhì)量 B細(xì)繩的長(zhǎng)度C圖甲中OA段橡皮筋的長(zhǎng)度 D圖