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1、实验：探究求合力的方法实验：探究求合力的方法一、实验目的一、实验目的1验证互成角度的两个共点力合成的平行四边形定则。验证互成角度的两个共点力合成的平行四边形定则。2进一步练习用作图法求两个共点力的合力。进一步练习用作图法求两个共点力的合力。二、实验仪器二、实验仪器方方木木板板、白白纸纸、弹弹簧簧测测力力计计(两两只只)、橡橡皮皮条条、细细绳绳套套(两两个个)、三角板、刻度尺、图钉、三角板、刻度尺、图钉(若干若干)、铅笔。、铅笔。三、实验原理三、实验原理1合合力力F的的确确定定：一一个个力力F的的作作用用效效果果与与两两个个共共点点力力F1与与F2共共同同作作用用的的效效果果都都是是把把橡橡皮皮
2、条条拉拉伸伸到到某某点点，则则F为为F1和和F2的合力。的合力。2合合力力理理论论值值F的的确确定定：根根据据平平行行四四边边形形定定则则作作出出F1和和F2的的合合力力F的图示。的图示。3平平行行四四边边形形定定则则的的验验证证：在在实实验验误误差差允允许许的的范范围围内内，比比较较F和和F是否大小相等、方向相同。是否大小相等、方向相同。四、实验步骤四、实验步骤1仪器的安装仪器的安装(1)钉钉白白纸纸，用用图图钉钉把把一一张张白白纸纸钉钉在在方方木木板板上上，将将方方木木板板放放在水平桌面上。在水平桌面上。(2)拴拴绳绳套套：用用图图钉钉把把橡橡皮皮条条的的一一端端固固定定在在木木板板上上的
3、的A点点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳套。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)两两力力拉拉：用用两两个个弹弹簧簧测测力力计计分分别别钩钩住住两两个个细细绳绳套套，互互成成角角度度地地拉拉橡橡皮皮条条，使使橡橡皮皮条条伸伸长长，结结点点到到达达某某一一位位置置O(如如图图1所所示示)。用用铅铅笔笔描描下下结结点点O的的位位置置和和两两条条细细绳绳套套的的方方向向，并并记记录录弹弹簧簧测测力力计计的的读数。读数。图1 (2)一一力力拉拉：只只用用一一个个弹簧簧测力力计，通通过细绳套套把把橡橡皮皮条条的的结点点拉拉到到与与前前面面相相同同的的位位置置O，记下下弹簧簧测力力计的
4、的读数数和和细绳套的方向。套的方向。3作图对比作图对比(1)理理论论值值：在在白白纸纸上上按按比比例例从从O点点开开始始作作出出两两个个弹弹簧簧测测力力计计同同时时拉拉橡橡皮皮条条时时拉拉力力F1和和F2的的图图示示，利利用用刻刻度度尺尺和和三三角角板板根根据据平平行四边形定则求出合力行四边形定则求出合力F(如图如图2所示所示)。(2)测测量量值值：按按同同样样的的比比例例用用刻刻度度尺尺从从O点点起起作作出出一一个个弹弹簧簧测测力力计计拉拉橡橡皮皮条条时时拉拉力力F的图示。的图示。(3)相相比比较：比比较F与与用用平平行行四四边形形定定则求求得得的的合合力力F在在实验误差允差允许的范的范围内
5、是否重合。内是否重合。图2 4重复重复改改变变两两个个分分力力F1和和F2的的大大小小和和夹夹角角，再再重重复复实实验验两两次次，比比较每次的较每次的F与与F在实验误差允许的范围内是否相等。在实验误差允许的范围内是否相等。五、注意事项五、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)应应使使橡橡皮皮条条、弹弹簧簧测测力力计计和和细细绳绳套套位位于于与与纸纸
6、面面平平行行的的同同一平面内；一平面内；(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)严严格格按按力力的的图图示示要要求求和和几几何何作作图图法法作作出出平平行行四四边边形形，求求出合力。出合力。六、误差分析六、误差分析1弹簧测力计使用前没调零会造成误差。弹簧测力计使用前没调零会造成误差。2使使用用中中，弹弹簧簧测测力力计计的的弹弹簧簧和和外外壳壳之之间间、指指针针和和外外壳壳之之间间或弹簧测力计的外壳和纸面之间有摩擦力存在会造成误差。或弹簧测力计的外壳和纸面之间有摩擦力
7、存在会造成误差。3两两次次测测量量拉拉力力时时，橡橡皮皮条条的的结结点点没没有有拉拉到到同同一一点点会会造造成成偶偶然误差。然误差。4两两个个分分力力的的夹夹角角太太小小或或太太大大，F1、F2数数值值太太小小，应应用用平平行行四边形定则作图时，会造成偶然误差。四边形定则作图时，会造成偶然误差。七、注意事项七、注意事项1正确使用弹簧测力计正确使用弹簧测力计(1)测测量量前前应应首首先先检检查查弹弹簧簧测测力力计计的的零零点点是是否否准准确确， 注注意意使使用中不要超过其弹性限度。用中不要超过其弹性限度。(2)实实验验时时，弹弹簧簧测测力力计计必必须须保保持持与与木木板板平平行行，且且拉拉力力应
8、应沿沿轴轴线线方方向向。弹弹簧簧测测力力计计的的指指针针、拉拉杆杆都都不不要要与与刻刻度度板板和和刻刻度板末端的限位孔发生摩擦。度板末端的限位孔发生摩擦。(3)读数时应正对、平视刻度，估读到最小刻度的下一位。读数时应正对、平视刻度，估读到最小刻度的下一位。2规范实验操作规范实验操作(1)位位置置不不变变：在在同同一一次次实实验验中中，将将橡橡皮皮条条拉拉长长时时结结点点的的位位置一定要相同。置一定要相同。(2)角角度度合合适适：两两个个弹弹簧簧测测力力计计所所拉拉细细绳绳套套的的夹夹角角不不宜宜太太小小，也不宜太大，以也不宜太大，以60100为宜。为宜。(3)在在不不超超出出弹弹簧簧测测力力计
9、计量量程程及及在在橡橡皮皮条条弹弹性性限限度度内内的的前前提提下，测量数据应尽量大一些。下，测量数据应尽量大一些。(4)细细绳绳套套应应适适当当长长一一些些，便便于于确确定定力力的的方方向向。不不要要直直接接沿沿细细绳绳套套方方向向画画直直线线，应应在在细细绳绳套套两两端端画画个个投投影影点点，去去掉掉细细绳套后，连直线确定力的方向。绳套后，连直线确定力的方向。3规规范范合合理理作作图图：在在同同一一次次实实验验中中，画画力力的的图图示示选选定定的的标标度度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些。要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些。预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表
10、格中预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中问题问题1问题问题2问题问题3要点一实验原理及实验操作要点一实验原理及实验操作 例例11 在在“验验证证力力的的平平行行四四边边形形定定则则”实实验验中中，需需要要将将橡橡皮皮条条的的一一端端固固定定在在水水平平木木板板上上的的A点点，另另一一端端系系上上两两根根细细绳绳，细细绳绳的的另另一一端端都都有有绳绳套套。实实验验中中需需用用两两个个弹弹簧簧测测力力计计分分别别钩钩住住绳绳套套，并并互互成成角角度度地地拉拉橡橡皮皮条条至至某一确定的某一确定的O点，如图点，如图3所示。所示。图3 (1)某同学认为在此过程中必须注意以下几点：某同学认为在此
11、过程中必须注意以下几点：A两弹簧测力计的拉力必须等大两弹簧测力计的拉力必须等大B同一次实验过程中，同一次实验过程中，O点的位置不允许变动点的位置不允许变动C为了减小误差，两弹簧测力计的读数必须接近量程为了减小误差，两弹簧测力计的读数必须接近量程其中正确的是其中正确的是_。(填选项前的字母填选项前的字母)(2)上上述述实实验验中中所所说说的的合合力力与与两两个个分分力力具具有有相相同同的的效效果果，是是指下列说法中的指下列说法中的_。A弹簧测力计的弹簧被拉长弹簧测力计的弹簧被拉长B固定橡皮条的图钉受拉力产生形变固定橡皮条的图钉受拉力产生形变C绳套受拉力产生形变绳套受拉力产生形变D使橡皮条在同一方
12、向上伸长同一长度使橡皮条在同一方向上伸长同一长度解解析析(1)两两弹弹簧簧测测力力计计的的弹弹力力大大小小要要适适中中，但但不不一一定定大大小小相相同同，也也不不一一定定必必须须接接近近弹弹簧簧测测力力计计的的量量程程，选选项项A、C错错误误；只只有有将将绳绳套套与与橡橡皮皮条条的的结结点点每每次次都都拉拉至至O点点，橡橡皮皮条条才才沿沿同同一一方方向向产产生生相相同同的的形形变变，弹弹簧簧测测力力计计的的拉拉力力才才产产生生相同的效果，选项相同的效果，选项B正确。正确。(2)该该实实验验中中所所说说的的合合力力与与两两个个分分力力具具有有相相同同的的效效果果，是是指指合合力力与与两两个个分分
13、力力分分别别拉拉橡橡皮皮条条时时，使使橡橡皮皮条条在在同同一一方方向向上上伸长同一长度，选项伸长同一长度，选项D正确。正确。答案答案(1)B(2)D要点二实验数据处理要点二实验数据处理 例例22 将将橡橡皮皮条条的的一一端端固固定定在在A点点，另另一一端端拴拴上上两两根根细细绳绳，每每根根细细绳绳分分别别连连着着一一个个量量程程为为5 N、最最小小刻刻度度为为0.1 N的的弹弹簧簧测测力力计计。沿沿着着两两个个不不同同的的方方向向拉拉弹弹簧簧测测力力计计，当当橡橡皮皮条条的的活活动动端端拉拉到到O点点时时，两两根根细细绳绳相相互互垂垂直直，如如图图4所所示示。这这时时测测力力计的读数可从图中读
14、出。计的读数可从图中读出。图4 (1)由由 图图 可可 读读 得得 两两 个个 相相 互互 垂垂 直直 的的 拉拉 力力 的的 大大 小小 分分 别别 为为_N 和和_ N。(2)在在虚虚线线方方格格纸纸上上按按作作图图法法的的要要求求画画出出这这两两个个力力及及它它们们的的合力。合力。思思路路点点拨拨作作力力的的图图示示时时，要要选选好好标标度度，注注意意平平行行四四边边形形中的实线、虚线的区别和箭头、标度、单位。中的实线、虚线的区别和箭头、标度、单位。解解析析(1)弹弹簧簧测测力力计计的的读读数数分分别是别是4.00 N,2.50 N。(2)根根据据测测量量结结果果，每每小小格格代代表表0
15、.5 N，将将保保证证力力的的图图示示较较准准确确，若若每每小小格格代代表表1 N，则则2.50 N的的力力的的表表示示容容易易造造成成误误差差，在在确确定定合合力力大大小小时时，容容易易造造成成较较大大误误差差。力力的的图图示示应应有有标标度度，有有箭头。如图所示。箭头。如图所示。答案答案(1)4.00 2.50 (2)见解析解析图要点三创新实验要点三创新实验 例例33 某某同同学学利利用用如如图图5所所示示的的装装置置来来验验证证力力的的平平行行四四边边形形定定则则：在在竖竖直直木木板板上上铺铺有有白白纸纸，固固定定两两个个光光滑滑的的滑滑轮轮A和和B，将将绳绳子子打打一一个个结结点点O，
16、每每个个钩钩码码的的重重量量相相等等，当当系系统统达达到到平平衡衡时时，根根据据钩钩码码个个数数读读出出三三根根绳绳子子的的拉拉力力FOA、FOB和和FOC，回答下列问题：，回答下列问题：图5 (1)改变钩码个数，能完成实验的是改变钩码个数，能完成实验的是()A钩码的个数钩码的个数N1N22，N34B钩码的个数钩码的个数N1N33，N24C钩码的个数钩码的个数N1N2N34D钩码的个数钩码的个数N13，N24，N35(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是 ()A标标记记结结点点O的的位位置置，并并记记录录OA、OB、OC三三段段绳绳子子的的方方向向B
17、量出量出OA、OB、OC三段绳子的长度三段绳子的长度C用量角器量出三段绳子之间的夹角用量角器量出三段绳子之间的夹角D用天平测出钩码的质量用天平测出钩码的质量(3)在在作作图图时时，你你认认为为下下图图中中正正确确的的是是_(选选填填“甲甲”或或“乙乙”)。解解析析(1)OA、OB、OC分分别别表表示示三三个个力力的的大大小小，由由于于三三共共点点力力平平衡衡，所所以以三三个个力力的的大大小小构构成成一一个个三三角角形形。2、2、4不不可以构成三角形，故可以构成三角形，故A错误，错误，B、C、D都正确。都正确。(2)为为验验证证平平行行四四边边形形定定则则，必必须须作作受受力力图图，所所以以先先
18、明明确确受受力力点点，即即标标记记结结点点O的的位位置置，其其次次要要作作出出力力的的方方向向并并读读出出力力的的大大小小，最最后后作作出出力力的的图图示示，因因此此要要做做好好记记录录，从从力力的的三三要要素素角角度度出出发发，要要记记录录钩钩码码的的个个数数和和记记录录OA、OB、OC三段绳子的方向，故三段绳子的方向，故A正确，正确，B、C、D错误。错误。(3)以以O点点为为研研究究对对象象，F3为为实实际际作作用用效效果果，在在OC这这条条线线上上，由由于于误误差差的的存存在在，F1、F2的的理理论论合合力力值值要要与与实实际际值值有有一一定定偏差，故甲图符合实际。偏差，故甲图符合实际。答案答案(1)BCD (2)A(3)甲甲(1)源于教材源于教材本例的实验原理与教材实验的原理相同。本例的实验原理与教材实验的原理相同。(2)高高于于教教材材本本实实验验没没有有使使用用弹弹簧簧秤秤测测力力的的大大小小，而而是是用用钩钩码码的的重重力力作作为为绳绳的的拉拉力力，同同时时用用两两个个光光滑滑的的滑滑轮轮调调节节两两绳绳拉拉力力的方向。的方向。
