【学霸笔记：同步精讲】18　第4章　实验：探究两个互成角度的力的合成规律 讲义--高中物理鲁科版必修第一册

实验：探究两个互成角度的力的合成规律 [实验目标]　1．探究两个互成角度的共点力与其合力间的关系。2．学习用等效替代的思想探究矢量合成的方法。 一、实验原理和方法 1．让两个互成角度的共点力F1与F2作用于某一物体，并产生明显的作用效果。 2．用一个力F来代替F1和F2，产生同样的作用效果。 3．测出F1、F2和F，比较它们的大小和方向，找出规律。 二、实验器材 方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、三角板、刻度尺、图钉(几个)、细芯铅笔、橡皮条、细绳套(两根)等。 三、实验步骤及数据处理 1．钉白纸：用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。 2．拴绳套：用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套。 3．两力拉：用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置O，如图所示。记录两个弹簧测力计的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向。 4．一力拉：只用一个弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向。 5．作图与分析 (1)用铅笔和刻度尺从O点沿两条细绳套方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边，用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示。 (2)用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出只用一只弹簧测力计时的拉力F′的图示，如图所示。 (3)比较一下力F′与用平行四边形定则求出的合力F，在误差允许的范围内，大小和方向是否相同。 6．重复做：改变两个力F1与F2的大小和夹角，再重复上述实验两次。 四、误差分析 产生原因 减小方法 偶 然 误 差 作用效果误差 两次测量拉力时，橡皮条的结点O要拉到同一点 读数误差 弹簧测力计数据在允许的条件下尽量大些，读数时眼睛要正视 作图误差 两分力夹角不能太大或太小，作图时两力的对边一定要平行 系 统 误 差 弹簧测力计本身的误差 选较精确的弹簧测力计，使用前要进行调零 弹簧测力计与纸面之间的摩擦误差 尽量让弹簧测力计不接触纸面 五、注意事项 1．弹簧测力计的选取方法：将两只弹簧测力计调零后互钩水平对拉，若两只弹簧在对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另选，直至相同为止。 2．保证分力与合力作用效果相同的方法：在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同。 3．橡皮条老化的检查方法：用一个弹簧测力计拉橡皮条，要反复做几次，使橡皮条拉到相同的长度看弹簧测力计读数有无变化。 4．弹簧测力计夹角范围：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60°到120°之间为宜。 5．拉力的选取原则：在不超出弹簧测力计的量程和橡皮条形变限度的条件下，使拉力适当大些。 6．画力的图示的注意事项：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。 7．记录力的方向时沿细绳套的两个点，点要小一些且两点间尽可能远一些。 类型一　实验原理与操作 【典例1】�———�探究力的平行四边形定则”的实验如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳，如图乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图。 甲　　　　　　　　　　乙 (1)本实验采用的科学方法是_____。 A．理想实验法　　　　 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法 (2)图乙中的_____(选填“F”或“F′”)是力F1和F2合力的测量值。 (3)同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是_____。 A．两根细绳必须等长 B．橡皮条应与两绳夹角的角平分线在同一直线上 C．为了读数方便，可以使弹簧测力计与木板平面成一定倾角 D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的 ... ...