第三章 实验：研究两个互成角度的力的合成规律（课件 讲义）高中物理 人教版（2019）必修 第一册

实验：研究两个互成角度的力的合成规律 核心 目标 1．从“效果”的角度理解合力、分力、力的合成的概念，体会等效替换的思想，会做探究力的合成规律的实验． 2．通过实验探究，得出、理解力的合成和分解遵从的法则———平行四边形定则，能分析实验误差． 考向1　实验原理、操作 1．本实验采用的科学方法是__等效替代法__，因此，实验要求同一次实验中，必须将橡皮条拉至同一点． 2．本实验是要探究互成角度的二力合成规律，因力是矢量，故__作图法__是最直观的．作出F1、F2及F′ 的图示，不难发现其关系，关键要多做几次实验，而且F1、F2的大小、夹角要有变化，就更有说服力了． (1) 合力F′ 的确定：一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的共同作用效果都是使橡皮条伸长到同一点，则F′ 就是F1、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、F2的合力F的图示． (3) 两个互成角度的力的合成规律的验证：比较F和F′的大小和方向是否相同． 3．操作注意事项 (1) 结点O ①定位O点时应准确． ②同一次实验中橡皮条拉长后的O点应__保持不变__． (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、F2间的夹角θ不要很大或很小． (3) 作图 ①在同一次实验中，选定的标度要__相同__． ②按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形，求出合力． 　(2025·东莞期末)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，如图甲所示，桌上放一块木板，用图钉把一张白纸钉在木板上，再用图钉把橡皮条一端固定在木板上的A点，橡皮条的另一端通过一个轻质小圆环连接了两根细绳套，先用两个弹簧测力计分别钩住细绳套互成角度地拉动小圆环；再用一个弹簧测力计通过细绳套拉动小圆环． (1) 实验中用两个弹簧测力计与只用一个弹簧测力计拉动小圆环时，两次效果相同的依据是__B__． 甲 乙 A．两个弹簧测力计示数之和等于一个弹簧测力计的示数 B．橡皮条上的轻质小圆环处于同一位置 C．橡皮条伸长相同的长度 (2) 如图乙所示，用两个弹簧测力计分别钩住细绳套互成角度地拉动小圆环时，两弹簧的弹力分别为F1、F2，利用平行四边形定则得到其合力为F′；用一个弹簧测力计拉动小圆环时，弹簧的弹力为F，则__F__(填“F”或“F′”)的方向一定与AO在一条直线上． (3) 下列操作正确的是__AC__． A．在不超出量程的前提下弹簧测力计示数应适当大一些 B．两根细绳套与AO方向的夹角必须相等 C．标记同一细绳套方向的两点要适当远些 D．用两个弹簧测力计拉动小圆环时两细绳套的夹角应为90° (4) 实验中仅将两细绳套换成两根橡皮条，则__能__(填“能”或“不能”)完成本实验． 解析：(1) 实验中用两个弹簧测力计与只用一个弹簧测力计均将橡皮条上的轻质小圆环拉到同一位置，所以作用效果相同，故选B． (2) 由于F′是根据平行四边形定则作出的F1与F2的合力，F是用一个弹簧测力计拉小圆环的拉力，所以F的方向一定与AO在一条直线上． (3) 在不超出量程的前提下弹簧测力计读数应适当大一些，可以减小弹力的测量误差，A正确；两根细绳套与AO方向的夹角可以相等，也可以不相等，两细绳的夹角任意选取，适当即可，B、D错误；标记同一细绳方向的两点适当远些，可以减小画出力的方向时的误差，C正确． (4) 实验中只要点的作用效果相同，将两细绳套换成两根橡皮条，对实验没有影响，也能完成实验． 考向2　数据处理、误差分析 1．数据处理 (1) 用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳的方向画直线，按选定的标度作出这两个弹簧测力计的读数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 ... ...