物理高考科學(xué)復(fù)習(xí)解決方案課件實(shí)驗(yàn)三 探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律

第二章相互作用實(shí)驗(yàn)三探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律目錄12科學(xué)探究梳理科學(xué)探究精研課時(shí)作業(yè)3科學(xué)探究梳理1．會(huì)使用彈簧測(cè)力計(jì)。2．探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律。如圖所示，分別用一個(gè)力F、互成角度的兩個(gè)力F1、F2，使同一條一端固定的橡皮條伸長(zhǎng)到同一點(diǎn)O，即伸長(zhǎng)量相同，根據(jù)合力的定義，F(xiàn)為F1和F2的合力，作出力F及F1、F2的圖示，分析F、F1和F2的關(guān)系。

方木板，白紙，彈簧測(cè)力計(jì)(兩個(gè))，橡皮條，小圓環(huán)，細(xì)繩套(兩個(gè))，三角板，刻度尺，圖釘(若干)，鉛筆。1．裝置安裝：在方木板上用圖釘固定一張白紙，如圖甲，輕質(zhì)小圓環(huán)掛在橡皮條的一端，另一端固定，橡皮條的原長(zhǎng)為GE。2．兩力拉：如圖乙，在小圓環(huán)上系上兩個(gè)細(xì)繩套，用手通過(guò)兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度地共同拉動(dòng)小圓環(huán)，小圓環(huán)處于O點(diǎn)，橡皮條伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度為EO。用鉛筆描下O點(diǎn)位置、細(xì)繩套的方向，并記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1、F2。3．一力拉：如圖丙，改用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)單獨(dú)拉住小圓環(huán)，仍使它處于O點(diǎn)，記下細(xì)繩套的方向和彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F。4．重復(fù)實(shí)驗(yàn)：改變拉力F1和F2的大小和方向，重做幾次實(shí)驗(yàn)。1．用鉛筆和刻度尺從點(diǎn)O沿兩條細(xì)繩方向畫(huà)直線，按選定的標(biāo)度作出F1、F2和F的圖示。2．以F1和F2為鄰邊用刻度尺作平行四邊形，過(guò)O點(diǎn)畫(huà)平行四邊形的對(duì)角線，此對(duì)角線代表的力記為F′，如圖丁。3．分析多次實(shí)驗(yàn)得到的多組數(shù)據(jù)，比較F與F′在誤差允許的范圍內(nèi)是否完全重合，從而總結(jié)出兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律：平行四邊形定則。1．讀數(shù)誤差彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)在允許的情況下，盡量大一些，讀數(shù)時(shí)眼睛一定要正視，要按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄。2．作圖誤差(1)點(diǎn)O的位置和拉力的方向畫(huà)得不準(zhǔn)確，作圖比例不恰當(dāng)、不準(zhǔn)確等造成作圖誤差。(2)兩個(gè)力F1、F2的夾角太大或太小，導(dǎo)致作圖產(chǎn)生較大誤差。1．同一實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的選取方法是：將兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)調(diào)零后互鉤對(duì)拉，若兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)相同，則可選；若讀數(shù)不同，應(yīng)調(diào)整或更換，直至讀數(shù)相同為止。2．在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)，點(diǎn)O位置一定要相同。3．用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)鉤住繩套互成角度地拉橡皮條時(shí)，夾角不宜太大也不宜太小，在60°～100°之間為宜。4．應(yīng)注意使彈簧測(cè)力計(jì)與木板平行，并使細(xì)繩套與彈簧測(cè)力計(jì)的軸線在同一條直線上，避免彈簧測(cè)力計(jì)的外殼與彈簧測(cè)力計(jì)的限位卡之間有摩擦。在不超過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)量程及橡皮條彈性限度的前提下，拉力的數(shù)值盡量大些。讀數(shù)時(shí)眼睛要正視彈簧測(cè)力計(jì)的刻度。5．細(xì)繩應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一些，便于確定拉力的方向。不要直接沿細(xì)繩的方向畫(huà)直線，應(yīng)在細(xì)繩末端用鉛筆畫(huà)一個(gè)點(diǎn)，再將所標(biāo)點(diǎn)與O點(diǎn)連接，即可確定拉力的方向。6．在同一次實(shí)驗(yàn)中，畫(huà)力的圖示所選定的標(biāo)度要相同，并且要恰當(dāng)選取標(biāo)度，使所作力的圖示稍大一些?？茖W(xué)探究精研考點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)例1

某同學(xué)做“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)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所在位置，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB與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．建立物理模型法答案F′

B

(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(diǎn)，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端各系上繩套；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)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，以表示F1、F2的線段為鄰邊作平行四邊形，并以這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線表示力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)F′的圖示；F．進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn)。比較F′和F的大小和方向，得出結(jié)論。上述步驟中：①有重要遺漏的步驟的序號(hào)是________和________；②遺漏的內(nèi)容分別是____________________________________________和_______________________________________________。答案CEC中應(yīng)加上“記下兩條細(xì)繩的方向”E中應(yīng)說(shuō)明“把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O”解析【跟進(jìn)訓(xùn)練】(2023·福建省泉州市高三下5月適應(yīng)性練習(xí))某同學(xué)在研究共點(diǎn)力的合成規(guī)律時(shí)，用雙手分別拉住兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)A、B的拉環(huán)，將一重物M懸掛在豎直木板前，靜止時(shí)如圖甲所示，分別讀出A和B的示數(shù)，并在貼于木板的白紙上記錄O點(diǎn)的位置和拉線的方向。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，請(qǐng)回答以下問(wèn)題：(1)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)A的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為_(kāi)_______________________N；答案3.13(3.12、3.14也正確)(2)該同學(xué)在白紙上要記錄O點(diǎn)的位置和拉線的方向時(shí)發(fā)現(xiàn)兩只手都用上了，無(wú)法記錄，請(qǐng)?zhí)岢鲆粋€(gè)能解決該問(wèn)題的建議______________________；(3)該同學(xué)正確操作后，作出A、B的拉力FA、FB及合力F的圖示，如圖丙，則重物M的質(zhì)量約為_(kāi)_______kg。A．0.1 B．0.2C．0.4 D．0.5答案見(jiàn)解析(合理即正確)D解析考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新1．對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法的拓展創(chuàng)新答案5.80ABC

(3)乙同學(xué)換用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋到O點(diǎn)，兩彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)分別為F1和F2，用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋到O點(diǎn)時(shí)讀數(shù)為F′，通過(guò)作圖法驗(yàn)證平行四邊形定則時(shí)，圖中符合實(shí)際情況的是________。答案C解析實(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5.00N/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。滑動(dòng)指針，對(duì)齊掛鉤上的O點(diǎn)，固定指針。(2)搭建的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖2。鉤碼組的質(zhì)量mA＝40g，mB＝30g，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α＝36.9°，β＝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9.80m/s2。答案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坐標(biāo)紙中作出，用平行四邊形定則作出合力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________(選填“有”或“無(wú)”)影響。答案無(wú)解析課時(shí)作業(yè)1.在“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，桌上放一塊方木板，用圖釘把一張白紙釘在方木板上。再用圖釘把橡皮條一端固定在板上的A點(diǎn)。在橡皮條另一端拴上兩條細(xì)繩形成結(jié)點(diǎn)，細(xì)繩的另一端系著繩套。先用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條；再用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩套拉橡皮條。(1)判斷力F單獨(dú)作用與力F1、F2共同作用效果相同的依據(jù)是________。A．F的大小等于F1與F2的大小之和B．使橡皮條伸長(zhǎng)相同的長(zhǎng)度C．使橡皮條上的結(jié)點(diǎn)到達(dá)同一位置答案C

(2)實(shí)驗(yàn)中需要標(biāo)記或者記錄的信息有________。A．橡皮條的原長(zhǎng)B．橡皮條原長(zhǎng)時(shí)結(jié)點(diǎn)的位置C．力F的大小和方向D．力F1、F2的大小和方向(3)下列措施可以減小實(shí)驗(yàn)誤差的是________。A．橡皮條應(yīng)與兩繩套夾角的平分線在同一直線上B．用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)，兩個(gè)繩套的夾角必須等于90°C．用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)盡量與木板平行D．拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些答案CDCD解析2．(2023·全國(guó)乙卷)在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中使用的器材有：木板、白紙、兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)彈簧測(cè)力計(jì)、橡皮條、輕質(zhì)小圓環(huán)、刻度尺、鉛筆、細(xì)線和圖釘若干。完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：①用圖釘將白紙固定在水平木板上。②將橡皮條的一端固定在木板上，另一端系在輕質(zhì)小圓環(huán)上。將兩細(xì)線也系在小圓環(huán)上，它們的另一端均掛上測(cè)力計(jì)。用互成一定角度、方向平行于木板、大小適當(dāng)?shù)牧瓌?dòng)兩個(gè)測(cè)力計(jì)，小圓環(huán)停止時(shí)由兩個(gè)測(cè)力計(jì)的示數(shù)得到兩拉力F1和F2的大小，并________。(多選，填正確答案標(biāo)號(hào))A．用刻度尺量出橡皮條的長(zhǎng)度B．用刻度尺量出兩細(xì)線的長(zhǎng)度C．用鉛筆在白紙上標(biāo)記出小圓環(huán)的位置D．用鉛筆在白紙上標(biāo)記出兩細(xì)線的方向答案CD③撤掉一個(gè)測(cè)力計(jì)，用另一個(gè)測(cè)力計(jì)把小圓環(huán)拉到____________，由測(cè)力計(jì)的示數(shù)得到拉力F的大小，沿細(xì)線標(biāo)記此時(shí)F的方向。④選擇合適標(biāo)度，由步驟②的結(jié)果在白紙上根據(jù)力的平行四邊形定則作F1和F2的合成圖，得出合力F′的大小和方向；按同一標(biāo)度在白紙上畫(huà)出力F的圖示。⑤比較F′和F的___________，從而判斷本次實(shí)驗(yàn)是否驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。答案相同位置大小和方向解析3．(2018·天津高考)某研究小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)，所用器材有：方木板一塊，白紙，量程為5N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，其中正確的是________。A．