第4章 第1节　第2课时　实验探究两个互成角度的力的合成规律（课件 学案）高中物理 鲁科版（2019）必修 第一册

第2课时　实验：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共点力与其合力间的关系。 2.学习用等效思想探究矢量合成的方法。 二、实验原理 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。 三、实验器材 木板、橡皮筋、细线、弹簧测力计、图钉、白纸、铅笔、刻度尺、三角板。 四、实验步骤 1.如图甲所示，在铺有白纸的木板上，将橡皮筋一端用图钉固定于A点，另一端与两细线打一个结点B。两细线分别挂上弹簧测力计。 2.如图乙所示，分别用力拉两只弹簧测力计，用铅笔标出结点B被拉伸到的位置，记为O点。记下此时两只弹簧测力计的示数F1、F2，并沿两细线标记出力的方向。 3.如图丙所示，用力拉一只弹簧测力计，同样将结点B拉到O处，记下此时弹簧测力计的示数F，并沿细线标记出力的方向。 4.用力的图示画出F1、F2及F。 五、数据分析及结论 1.数据分析 （1）比较F1、F2、F的大小和方向，能否看出三者之间的关系？试一试，将F1、F2、F的箭头端用虚线连起来，找出满足的规律并进行论证。 （2）改变两个力F1与F2的大小和夹角，再重复上述实验两次。 2.实验结论 在实验误差允许的范围内，F是F1与F2的合力，F1、F2和F满足平行四边形定则。 六、误差分析 1.弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间，以及弹簧测力计的外壳和纸面之间有摩擦力存在会引起系统误差。 2.两次测量拉力时，橡皮筋的结点不可能做到完全拉到同一点而造成偶然误差。 3.两个分力的夹角太小或太大，F1、F2数值太小，作出力的图示求合力时，都可能造成偶然误差。 七、注意事项 1.结点 （1）定位结点时要准确； （2）同一次实验中橡皮筋结点位置必须保持不变。 2.拉力 （1）用弹簧测力计测量拉力时要使拉力沿弹簧测力计轴线方向； （2）应使橡皮筋、弹簧测力计和细线套位于与纸面平行的同一平面内； （3）两个分力F1、F2间的夹角不要太大或太小。 3.作图 （1）在同一次实验中，选定的标度要相同； （2）严格按力的图示要求和作图法作出F1、F2及F之间满足的关系，求出合力。 题型一 实验原理与操作 【典例1】　做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验时： （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）已有的器材为：方木板、白纸、两个弹簧测力计、细绳套、刻度尺、三角板、图钉和铅笔，还必须有　　　　。 （3）某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，将橡皮筋的一端固定在板上一点，两个细绳套系在橡皮筋的另一端。请将接下来的实验操作补充完整： ①先用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度地施加拉力，使橡皮筋伸长，结点到达纸面上某一位置，如图甲所示。此时需记下：结点位置（记为O点）、两个弹簧测力计的读数及　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②然后用一个弹簧测力计把橡皮筋拉长，使结点到达　　　　，记录弹簧测力计读数F'及　　　　　　　　。 （4）该同学的实验结果如图乙所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳结点的位置。图中　　　　是力F1与F2的合力的理论值；　　　　是力F1与F2的合力的实验值。通过把F与F'进行比较，探究出两个互成角度的力的合成规律是平行四边形定则。 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　某研究小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，所用器材有：方木板一块、白纸、量程为5 N的弹簧测力计两个、橡皮筋（带两个较长的细绳套 ... ...