专题四　物理实验（6份打包）

专题四 实验3　探究两个互成角度的力的合成规律 一、实验目的 1.探究两个互成角度的力的合成方法. 2.巩固力的图示法. 二、实验原理 1.力F单独作用与F1、F2共同作用的效果相同. 2.用图示法作出拉力F、F1、F2,用作图工具连接,将F的箭头端与F1、F2的箭头端连接,观察所围成的图形是否为平行四边形. 三、实验器材 “力的关系探究装置”、弹簧测力计两个. 四、实验步骤 1.在实验桌上平放“力的关系探究装置”,将夹子夹在“力的关系探究装置”的“0”号射线顶端,如图所示. 2.分别将弹簧测力计连接在两根细绳的末端,沿任意两条射线方向拉细绳,使汇力圆环与平板上的定位圆重合.用铅笔在平板上记下这两个拉力F1、F2的大小和方向,如图甲所示. 3.直接用一个弹簧测力计去拉细绳,同样使汇力圆环与平板上的定位圆重合,用铅笔在平板上记下这个拉力F的大小和方向,如图乙所示. 4.选定标度,作出F1、F2、F的图示,并连接F箭头端与F1、F2箭头端,观察这三个力所构成的几何图形,如图丙所示. 5.改变第2步中两个拉力的大小和方向,重复上述实验步骤. 五、数据处理 1.分力、合力的图示关系:分别作出各组测量中F1、F2和F的图示,用虚线把拉力F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接,围成的图形像一个平行四边形,可以推知以F1、F2为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线表示合力F. 2.理论值:在平板上分别作出两个弹簧测力计同时拉橡皮筋时拉力F1和F2两个力的图示,并以F1、F2的力的图示为邻边作平行四边形,且作所夹对角线,该对角线为合力F′. 3.测量值:从O点起作出一个弹簧测力计拉橡皮筋时拉力F的图示. 六、误差分析 项目 产生原因 减小方法 偶然 误差 读数 视线垂直弹簧测力计刻度板 作图 (1)两分力夹角在60°～120°之间. (2)弹簧测力计读数尽量大 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量程. (2)实验时,弹簧测力计必须保持与平板平行,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)读数时视线与刻度板垂直,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,使橡皮筋拉长时汇力圆环要与定位圆重合. (2)角度合适:用两个弹簧测力计钩住细绳互成角度地拉橡皮筋时,其夹角不宜太小,也不宜太大,以60°～120°之间为宜. (3)减小误差. 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应尽量使橡皮筋、弹簧测力计和细绳位于与板面平行的同一平面内. ③在不超出弹簧测力计量程及在橡皮筋弹性限度内的前提下,测量数据应尽量大一些. ④细绳适当长一些,便于确定力的方向,不要直接沿细绳方向画直线,应在细绳两端画投影点,去掉细绳后,连直线确定力的方向. (4)记录精准. ①用两个弹簧测力计拉橡皮筋时,记录两弹簧测力计示数以及两细绳方向. ②用一个弹簧测力计拉橡皮筋时,记录弹簧测力计示数和细绳方向. 3.规范合理作图 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. [典例1] 【实验操作】 “探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图所示,下列说法正确的是(　　) A.本实验中需要用量角器测量出三段橡皮筋之间的夹角 B.实验中直接沿着细线画直线确定两根细线拉力的方向 C.在进行实验操作时,不需要每次将结点拉至同一位置O点 D.做出的实验结果,在F与F′两力中,F′方向一定沿AO方向 [典例2] 【数据处理】 “探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,先用一个弹簧测力计将橡皮条下端拉至O点,记录F的大小和方向,再用两个弹簧测力计将橡皮条下端拉至O点(如图),后续步骤有: ①以F1、F2为邻边作平行四边形进行验证 ②作出F1、F2和F的力的图示 ③记录F1、F2的大小和方向 正确顺序是(　　) A. ... ...