2019年高中同步系列课堂讲义物理人教版(通用版)讲义：主题二-实验：探究求合力的方法.doc

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1、实验：探究求合力的方法一、实验目的1.验证互成角度的两个共点力合成的平行四边形定则。2.进一步练习用作图法求两个共点力的合力。二、实验仪器方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(若干)、铅笔。三、实验原理1.合力F′的确定：一个力F′的作用效果与两个共点力F1与F2共同作用的效果都是把橡皮条拉伸到某点，则F′为F1和F2的合力。2.合力理论值F的确定：根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示。3.平行四边形定则的验证：在实验误差允许的范围内，比较F′和F是否大小相等、方向相同。四、实验步骤1.仪器的安装(1)钉白纸：用图钉把

2、一张白纸钉在方木板上，将方木板放在水平桌面上。(2)拴绳套：用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳套。2.操作与记录(1)两力拉：用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O(如图1所示)。用铅笔描下结点O的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数。图1(2)一力拉：只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向。3.作图对比(1)理论值：在白纸上按比例从O点开始作出两个弹簧测力计同时拉橡皮条时拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板根

3、据平行四边形定则求出合力F(如图2所示)。图2(2)测量值：按同样的比例用刻度尺从O点起作出一个弹簧测力计拉橡皮条时拉力F′的图示。(3)相比较：比较F′与用平行四边形定则求得的合力F在实验误差允许的范围内是否重合。4.重复改变两个分力F1和F2的大小和夹角，再重复实验两次，比较每次的F与F′在实验误差允许的范围内是否相等。五、注意事项1.结点(1)定位O点时要力求准确；(2)同一次实验中橡皮条拉长后的O点必须保持位置不变。2.拉力(1)用弹簧测力计测拉力时要使拉力沿弹簧测力计轴线方向；(2)应使橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内；(3)两个分力F1、

4、F2间的夹角θ不要太大或太小。3.作图(1)在同一次实验中，选定的比例要相同；(2)严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形，求出合力。六、误差分析1.弹簧测力计使用前没调零会造成误差。2.使用中，弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间或弹簧测力计的外壳和纸面之间有摩擦力存在会造成误差。3.两次测量拉力时，橡皮条的结点没有拉到同一点会造成偶然误差。4.两个分力的夹角太小或太大，F1、F2数值太小，应用平行四边形定则作图时，会造成偶然误差。七、注意事项1.正确使用弹簧测力计(1)测量前应首先检查弹簧测力计的零点是否准确，注意使用中不要超过其弹性限度。(2)实验时，

5、弹簧测力计必须保持与木板平行，且拉力应沿轴线方向。弹簧测力计的指针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位孔发生摩擦。(3)读数时应正对、平视刻度，估读到最小刻度的下一位。2.规范实验操作(1)位置不变：在同一次实验中，将橡皮条拉长时结点的位置一定要相同。(2)角度合适：两个弹簧测力计所拉细绳套的夹角不宜太小，也不宜太大，以60°～100°为宜。(3)在不超出弹簧测力计量程及在橡皮条弹性限度内的前提下，测量数据应尽量大一些。(4)细绳套应适当长一些，便于确定力的方向。不要直接沿细绳套方向画直线，应在细绳套两端画个投影点，去掉细绳套后，连直线确定力的方向。3.规范合理作图：

6、在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些。要点一　实验原理及实验操作[例1]在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上的A点，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套。实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条至某一确定的O点，如图3所示。图3(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几点：A.两弹簧测力计的拉力必须等大B.同一次实验过程中，O点的位置不允许变动C.为了减小误差，两弹簧测力计的读数必须接近量程其中正确的是________。(填选项前的字母)(2)上述实验中所说的合力与两个分

7、力具有相同的效果，是指下列说法中的________。A.弹簧测力计的弹簧被拉长B.固定橡皮条的图钉受拉力产生形变C.绳套受拉力产生形变D.使橡皮条在同一方向上伸长同一长度解析　(1)两弹簧测力计的弹力大小要适中，但不一定大小相同，也不一定必须接近弹簧测力计的量程，选项A、C错误；只有将绳套与橡皮条的结点每次都拉至O点，橡皮条才沿同一方向产生相同的形变，弹簧测力计的拉力才产生相同的效果，选项B正确。(2)该实验中所说的合力与两个分力具有相同的效果，是指合力与两个分力分别拉橡皮条时，使橡皮条在同一方向上伸长同一长度，选项D正确。答案　(1)B