实验 探究求合力的方法--学生用.doc

实验 探究求合力的方法 【实验目的】 探究两个非共线力合成时满足的规律． 【实验原理】 一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点，所以力F′就是这两个力F1和F2的合力，作出力F′的图示．再作出力F1 和F2 的图示，比较F1 、 F2和F′的大小和方向有何关系． 【实验器材】 方木板一块、白纸、弹簧测力计（两只）、橡皮条、细绳套（两个）、三角板、刻度尺、图钉（几个）、细芯铅笔． 【实验步骤】 1．用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上．并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． 2．用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉像皮条，使橡皮条伸长到某一位置O，如图所示，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向． 3．只用一只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． 4．用铅笔和刻度尺从结点O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． 5．用铅笔和刻度尺从节点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的拉力F′的图示． 交流与思考 每次实验都必须保证结点的位置保持不变，这体现了怎样的物理思想方法？若结点位置改变，能否验证平行四边形定则？ 【误差分析】 1．用两个测力计拉橡皮条时，橡皮条、细绳和测力计不在同一个平面内，这样两个测力计的水平分力的实际合力比由作图法得到的合力小． 2．结点O的位置和两个测力计的方向画得不准，造成作图的误差． 3．两个分力的起始夹角α太大，如大于120°，再重做两次实验，为保证结点O位置不变（即保证合力不变），则α变化范围不大，因而测力计示数变化不显著，读数误差大． 4．作图比例不恰当造成作图误差． 交流与思考 实验时由作图法得到的合力F和单个测力计测量的实际合力F′忘记标注而造成错乱，你如何加以区分？ 【注意事项】 1．不要直接以橡皮条端点为结点，可拴一短细绳连两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点小些，以便准确地记录结点O的位置． 2．使用弹簧秤前，应先调节零刻度，使用时不超量程，拉弹簧秤时，应使弹簧秤与木板平行． 3．在同一次实验中，橡皮条伸长时的结点位置要相同． 4．被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦． 5．读数时应正对、平视刻度． 6．两拉力F1和F2夹角不宜过小，作力的图示，标度要一致． 【例1】 在做“互成角度的两个力的合成”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，以下操作中错误的是（ ） A．同一次实验过程中，O点位置允许变动 B．实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度 C．实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点 D．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧秤之间夹角应取90°，以便于算出合力的大小 【例2】将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度为0．1 N的弹簧测力计．沿着两个不同的方向拉弹簧测力计．当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图2所示．这时弹簧测力计的读数可从图中读出． （1）由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为______N和______N． （2）在图3所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力． （3）图（A）（B）两图是两位同学得到的实验结果，其中哪一个图符合实际？若合力测量值F′是准确的，则F与F′有误差的原因可能是哪些？ 【例3】请不用弹簧秤，只用三条相同的橡皮条、四个图钉、一把直尺和一支铅笔、三张白纸、平木板来验证平行四边形法则． 【例10】． 某学生在互成角度二力合成的实验中，将橡皮条的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小分度为0.1N的弹簧秤．沿着两个不同的方向拉弹簧秤，当橡皮条的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直（如图），这时弹簧秤的读数可从图中读出． (1)由图可读得两个相互垂直的拉力大小为F1=________N，F2=_______N。（只须读到0.1N） (2)在方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。 素能提升 1．在“探究求合力的方法”的实验中，某同学的实验情况如图5甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的