实验三探究求合力的方法.ppt

* 【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. 实验三 探究球合力的方法 要点归纳 【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1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. 图1 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. 白纸钉在木板处,两秤同拉有角度, 读数画线选标度,再用一秤拉同处,作出力的矢量图. 锦囊妙诀 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？若两次橡皮条 的伸长长度相同,能否验证平行四边形定则？ 每次实验保证结点位置保持不变,是为了使合 力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同，这是 物理学中等效替换的思想方法.由于力不仅有大小,还 有方向，若两次橡皮条的伸长长度相同但结点位置不 同，说明两次效果不同,不满足合力与分力的关系,不 能验证平行四边形定则. 提示 【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? 由弹簧测力计测量合力时必须使橡皮筋伸直, 所以与AO共线的合力表示由单个测力计测量得到的 实际合力F′，不共线的合力表示由作图法得到的合 力F. 提示 【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. 如何设计实验探究两力合力随角度的变 化规律？如何观察合力的变化规律？ 保持两力的大小不变,改变两力之间的夹角, 使两力的合力发生变化,可以通过观察结点的位置变 化,判断合力大小的变化情况,结点离固定点越远,说 明两力的合力越大. 交流与思考 提示 【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