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1、高中物理高中物理必修必修1沪科版沪科版第第4 4章章 怎样求合力与分力怎样求合力与分力4.1 4.1 怎样求合力怎样求合力（二）（二） 12探究互成角度的两个力合成的平行四边形定则探究互成角度的两个力合成的平行四边形定则 练习用作图法求两个力的合力练习用作图法求两个力的合力 大小相等、方向相同大小相等、方向相同三角板、刻度尺三角板、刻度尺一、实验原理一、实验原理二、实验器材二、实验器材一一.实验过程实验过程1仪器的安装仪器的安装(1)钉白纸：钉白纸：用图钉把一张白纸钉在方木板上，将用图钉把一张白纸钉在方木板上，将方木板放在水平桌面上方木板放在水平桌面上(2)拴绳套：拴绳套：用图钉把橡皮条的一端
2、固定在木板上用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳套点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳套2操作与记录操作与记录(1)两力拉：两力拉：用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，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，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一结点到达某一位置位置O(如图所示如图所示)用铅笔描下结点用铅笔描下结点O的位置和两条细的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数(2)一力拉：一力拉：只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的皮条的结点拉到与前面相
3、同的位置结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧测力计，记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向的读数和细绳套的方向3作图对比作图对比(1)理论值：理论值：在白纸上按比例从在白纸上按比例从O点开始作出两个弹簧测点开始作出两个弹簧测力计同时拉橡皮条时拉力力计同时拉橡皮条时拉力F1和和F2的图示，利用刻度尺和的图示，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力三角板根据平行四边形定则求出合力F (如图所示如图所示)(2)测量值：测量值：按同样的比例用刻度尺从按同样的比例用刻度尺从O点起作出一个弹点起作出一个弹簧测力计拉橡皮条时拉力簧测力计拉橡皮条时拉力F的图示的图示(3)相比较：相比较：比较比较F与用平行四
4、边形定则与用平行四边形定则求得的合力求得的合力F 在实验误差允许的范围内在实验误差允许的范围内是否重合是否重合4重复重复改变两个分力改变两个分力F1和和F2的大小和夹角，再重复实验两的大小和夹角，再重复实验两次，次，比较每次的比较每次的F与与F在实验误差允许的范围内是否在实验误差允许的范围内是否相等相等二、误差分析二、误差分析1弹簧测力计使用前弹簧测力计使用前没调零没调零会造成误差会造成误差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外壳之间或弹簧测力计的外壳和纸面之间有摩擦力有摩擦力存存在会造成误差在会造成误差3两
5、次测量拉力时，橡皮条的两次测量拉力时，橡皮条的结点没有拉到同一点结点没有拉到同一点会造成偶然误差会造成偶然误差4两个分力的两个分力的夹角太小或太大夹角太小或太大，F1、F2数值太小数值太小，应用平行四边形定则作图时，会造成偶然误差应用平行四边形定则作图时，会造成偶然误差三、注意事项三、注意事项1结点结点(1)定位定位O点时要力求准确；点时要力求准确；(2)同一次实验中橡皮条拉长后的同一次实验中橡皮条拉长后的O点必须保持位置不变点必须保持位置不变2拉力拉力(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；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
6、位于与纸面平行的同一平应使橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内；面内；(3)两个分力两个分力F1、F2间的夹角间的夹角不要太大或太小不要太大或太小3作图作图(1)在同一次实验中，选定的比例要相同；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，求出合力力解析解析例例1：李明同学在做：李明同学在做“探究求合力的方法探究求合力的方法”实验时，实验时，利用坐标纸记下了橡皮条的结点位置利用坐标纸记下了橡皮条的结点位置O以及两只弹簧以及两只弹簧测力计拉力的大小，如图所示测力计拉力的大小，如图所示(1
7、)试在图中作出无实验误差情况下试在图中作出无实验误差情况下F1和和F2的合力图的合力图示，并用示，并用F 表示此力表示此力根据力的平行四边形根据力的平行四边形定则作图定则作图(2)有关此实验，下列叙述正确的是有关此实验，下列叙述正确的是()A两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮条的拉力大两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮条的拉力大B橡皮条的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分橡皮条的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力力C两次拉橡皮条时，需将橡皮条结点拉到同一位置两次拉橡皮条时，需将橡皮条结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相，这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同同
8、D若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而保持橡若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而保持橡皮条结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力皮条结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可的大小即可AC另一弹簧测力计的拉力的另一弹簧测力计的拉力的大小和方向大小和方向必须都改变必须都改变 合力为零，它们之间不是合力与分力的关系合力为零，它们之间不是合力与分力的关系 (3)如图如图(b)所示是李明和张华两位同学在做以上实验时得所示是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个实验比较符合实验事实？到的结果，其中哪一个实验比较符合实验事实？(力力F是是用一只弹簧测力计拉时的图示用一只弹簧测
9、力计拉时的图示)_根据平行四边形定则作出的根据平行四边形定则作出的F一定在对角线上一定在对角线上，未必在，未必在橡皮条所在直线上橡皮条所在直线上用一只弹簧测力计拉的力用一只弹簧测力计拉的力F ，肯，肯定与橡皮条在同一直线上定与橡皮条在同一直线上，未必会是平行四边形的对角线未必会是平行四边形的对角线张华的实验比较符合实验事实张华的实验比较符合实验事实 (4)在以上比较符合实验事实的一位同学的实验中，在以上比较符合实验事实的一位同学的实验中，造成误差的主要原因是：造成误差的主要原因是：(至少写出两种情况至少写出两种情况)_F1的方向比真实方向偏左的方向比真实方向偏左F2的大小比真实值偏小且方向比真
10、实方向偏左的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左作图时两虚线不分别与作图时两虚线不分别与F1线和线和F2线平行线平行解析解析真实值真实值从图可知：从图可知：用平行四边形定则作出的用平行四边形定则作出的F 比真实方向偏左比真实方向偏左例例2：在：在“探究求合力的方法探究求合力的方法”的实验中某同学的实的实验中某同学的实验情况如图所示，其中验情况如图所示，其中A 为固定橡皮条的图钉，为固定橡皮条的图钉，O 为为橡皮条与细绳的结点，橡皮条与细绳的结点，OB和和OC为细绳为细绳(1)本实验采用的科学方法是本实验采用的科学方法是()A理想实验法理想实验法B等效替代法等效替代法C控制变量法控制变量法D建立
11、物理模型法建立物理模型法解析解析两个力作用使橡皮条结点两个力作用使橡皮条结点O 伸长到某一点，伸长到某一点，另一个力作用也使橡皮条结点另一个力作用也使橡皮条结点O 伸长到同一伸长到同一点点（力的作用效果是相同的）（力的作用效果是相同的）B例例2：在：在“探究求合力的方法探究求合力的方法”的实验中某同学的实的实验中某同学的实验情况如图所示，其中验情况如图所示，其中A 为固定橡皮条的图钉，为固定橡皮条的图钉，O 为为橡皮条与细绳的结点，橡皮条与细绳的结点，OB和和OC为细绳为细绳(2)本实验中，采取下列哪些方法和步骤本实验中，采取下列哪些方法和步骤可以减小实验误差可以减小实验误差()A两个分力两个
12、分力F1、F2间的夹角越大越好间的夹角越大越好B拉橡皮条的细绳要稍长一些拉橡皮条的细绳要稍长一些C实验中，弹簧测力计必须与木板平行实验中，弹簧测力计必须与木板平行D读数时视线要正对弹簧测力计刻度读数时视线要正对弹簧测力计刻度BCD6001200便于确定两拉力的方向便于确定两拉力的方向1.在做完在做完“探究求合力的方法探究求合力的方法”实验后，某同学将其实验操实验后，某同学将其实验操作过程进行了回顾，并在笔记本上记下如下几条体会，你认为作过程进行了回顾，并在笔记本上记下如下几条体会，你认为他的体会中正确的是他的体会中正确的是()A用两只弹簧测力计拉橡皮条时，应使两细绳套间的夹角用两只弹簧测力计拉
13、橡皮条时，应使两细绳套间的夹角为为90，以便算出合力的大小，以便算出合力的大小B用两只弹簧测力计拉橡皮条时合力的图示用两只弹簧测力计拉橡皮条时合力的图示F 与用一只弹与用一只弹簧测力计拉橡皮条时力的图示簧测力计拉橡皮条时力的图示F不完全重合，在误差允许范围不完全重合，在误差允许范围内，可以说明内，可以说明“力的平行四边形定则力的平行四边形定则”成立成立C若若F1、F2方向不变，而大小各增加方向不变，而大小各增加1N，则合力的方向也，则合力的方向也不变，大小也增加不变，大小也增加1ND在用弹簧测力计拉橡皮条时，应使弹簧测力计的弹簧与在用弹簧测力计拉橡皮条时，应使弹簧测力计的弹簧与木板平面平行木板
14、平面平行BD实验中不需要计算出合力的大小，实验中不需要计算出合力的大小，没必要设定夹角为没必要设定夹角为90F1、F2夹角不确定，它们的大小与合力夹角不确定，它们的大小与合力F的大小关系不确定，的大小关系不确定，不能通过不能通过F1、F2大小大小的变化确定的变化确定F 大小的变化大小的变化2.某同学用如图所示的实验装置来验证某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形力的平行四边形定则定则”. .弹簧测力计弹簧测力计A挂于固定点挂于固定点P，下端用细线挂一重物，下端用细线挂一重物M. .弹簧测力计弹簧测力计B的一端用细线系于的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，点，手持另一端向左拉，使结
15、点使结点O静止在某位置静止在某位置. .分别读出弹簧测力计分别读出弹簧测力计A和和B的示数，的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向点的位置和拉线的方向. .3.6(1)本实验用的弹簧测力计示数的本实验用的弹簧测力计示数的单位为单位为N，图中，图中A的示数为的示数为_N.(2)下列不必要的实验要求是下列不必要的实验要求是_（请填写选项前对应的字母）（请填写选项前对应的字母）A.应测量重物应测量重物M所受的重力所受的重力B.弹簧测力计应在使用前校零弹簧测力计应在使用前校零C.拉线方向应与木板平面平行拉线方向应与木板平面平行D.改变拉力，进行多次实验，
16、每次都要改变拉力，进行多次实验，每次都要 使使O点静止在同一位置点静止在同一位置 D2. .某同学用如图所示的实验装置来验证某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形力的平行四边形定则定则”. .弹簧测力计弹簧测力计A挂于固定点挂于固定点P，下端用细线挂一重物，下端用细线挂一重物M. .弹簧测力计弹簧测力计B的一端用细线系于的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，点，手持另一端向左拉，使结点使结点O静止在某位置静止在某位置. .分别读出弹簧测力计分别读出弹簧测力计A和和B的示数，的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向点的位置和拉线的方向.
17、.只要三个力合力为只要三个力合力为0(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计某次实验中，该同学发现弹簧测力计A 的指针稍稍的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法超出量程，请您提出两个解决办法.改变弹簧测力计改变弹簧测力计B拉力的大小拉力的大小减小重物减小重物M 的质量的质量（或将（或将A更换成较大量程的弹簧测力计，更换成较大量程的弹簧测力计，改变弹簧测力计改变弹簧测力计B拉力的方向）拉力的方向）解析：解析：2. .某同学用如图所示的实验装置来验证某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形力的平行四边形定则定则”. .弹簧测力计弹簧测力计A挂于固定点挂于固定点P，下端用细线挂一重物，下端用细线挂一重物M. .弹簧测力计弹簧测力计B的一端用细线系于的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，点，手持另一端向左拉，使结点使结点O静止在某位置静止在某位置. .分别读出弹簧测力计分别读出弹簧测力计A和和B的示数，的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向点的位置和拉线的方向. .再见再见
